为什么说屈服点Q,抗拉强度和伸长率是建筑用钢的重要技术性能指标呢?

如题所述

原因:

(1)通常的结构抗震用钢除了要求具有高的强度和良好的塑性外,还要考虑钢的应变时效敏感性、脆性转变温度、低周疲劳抗力和焊接等性能。低屈服点钢主要用于制作消能阻尼器,其抗震方式决定了钢的性能要求。

具有屈服现象的金属材料,试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力,称屈服点。若力发生下降时,则应区分上、下屈服点。

(2)抗拉强度反映了材料的断裂抗力。抗拉强度即表征材料最大均匀塑性变形的抗力,拉伸试样在承受最大拉应力之前,变形是均匀一致的,但超出之后,金属开始出现缩颈现象,即产生集中变形;对于没有(或很小)均匀塑性变形的脆性材料,它反映了材料的断裂抗力。

(3)伸长率是金属导体制品的重要机械性能指标,是关系产品优劣和能承受外力大小的重要标志,抗拉强度及伸长率的大小与材料性质、加工方法和热处理条件有关。以裸电线或裸导体为例进行伸长率试验。

扩展资料

1、抗拉强度的实际意义

(1)σb标志韧性金属材料的实际承载能力,但这种承载能力仅限于光滑试样单向拉伸的受载条件,而且韧性材料的σb不能作为设计参数,因为σb对应的应变远非实际使用中所要达到的。如果材料承受复杂的应力状态,则σb就不代表材料的实际有用强度。由于σb代表实际机件在静拉伸条件下的最大承载能力,且σb易于测定,重现性好,所以是工程上金属材料的重要力学性能标志之一,广泛用作产品规格说明或质量控制指标。

(2)对脆性金属材料而言,一旦拉伸力达到最大值,材料便迅速断裂了,所以σb就是脆性材料的断裂强度,用于产品设计,其许用应力便以σb为判据。

(3)σ的高低取决于屈服强度和应变硬化指数。在屈服强度一定时,应变硬化指数越大,σb也越高。

(4)抗拉强度σb与布氏硬度HBW、疲劳极限  之间有一定的经验关系。

2、屈服点钢的技术发展:

低屈服点钢主要用于制作抗震用消能阻尼器(energydissipation damper), 也有文献称之为耗能阻尼器或者抗震设施(seismic control devices)、消能构件或加劲阻尼装置(ADAS,added dampingandstiffness)等,或将消能减震称之为耗能减震。

传统的抗震设计,依靠建筑物柱梁的变形来吸收地震能量,其主要结构件的变形在震后很难修复。而消能阻尼器利用自身的反复变形吸收地震能量,有效保护了主体建筑的安全,并且这些阻尼器构件只是抗侧力构件的一个组成部分,其屈服耗能不会影响结构的承重能力。

与其他减震材料相比,具有构造简单、经济耐用、震后更换方便和可靠性强等优点,既可用于新建筑物的抗震,也可用于旧建筑抗震能力的提高。目前采用低屈服点钢制作的无约束柱、钢剪力墙、各种类型的减震阻尼器和其他抗震设施在以日本为代表的很多国家得到广泛推广,并产生了大量相关的抗震设计技术。

研究显示,无约束柱的芯部包含钢管和砂浆以防止变形并对拉压应力具有稳定的回复特性。全尺寸、大容量的无约束柱试验已经证实了其回复特性及应力分布、二次弯矩效应和钢管的安全性。用超高强度钢和超低屈服点钢制作的无约束柱已经用于制作新型的抗震结构件。

例如使用低屈服点钢生产的弹塑性滞后型剪力钢墙在大变形条件下能充分保持稳定,可以作为高韧性构件用于建筑物的消能抗震。

Chen 等研究了低屈服点钢剪力墙的周期性行为。在低屈服点钢剪力墙系统中,采用低屈服点钢板作钢护板,传统的结构钢用作边部框架,在交变载荷下进行了系列试验研究,并测试低屈服点钢剪力墙的刚性、强度、变形能力及消能作用。

同时分析了钢板的宽厚比效应、剪力墙的连续性及边部框架的柱梁连接设计等问题。结果显示,所有测试的试样均具有良好的消能作用,刚性剪力墙系统和框架剪力墙系统都有良好的变形能力。

此外,Susantha等以低屈服点钢板的厚度和截面构造作为测试的主要变量,研究了低屈服点钢改善钢桥桥墩的延展性问题。结果表明,与无低屈服点钢的桥墩相比,使用厚度合适的低屈服点钢板加固的桥墩具有更好的延展性和消能作用。

参考资料来源:百度百科-屈服点

百度百科-抗拉强度

百度百科-伸长率

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