建筑抗震用低屈服点钢的生产与应用

随着耗能减震技术在高层及超高层钢结构建筑抗震设计中的应用,用于制作消能阻尼器的低屈服强度钢日益受到重视.通过合理的成分设计及轧制工艺,宝钢研制出可用于制作耗能阻尼器的系列低屈服强度钢,并成功实现了批量生产和工程应用,同时对其进行了包括力学性能、物理性能、焊接及应用等性能研究,论述了低屈服点钢应用技术的发展情况,为低屈服点钢的推广应用提供了借鉴.     

建筑抗震用低屈服点钢厚板的生产与应用

随着耗能减震技术在高层及超高层钢结构建筑抗震设计中的应用,用于制作消能阻尼器的极低屈服强度钢日益受到重视。通过合理的成分设计及轧制工艺,宝钢研制出可用于制作耗能阻尼器的系列低屈服强度钢,并成功实现了批量生产和工程应用。同时对其进行了包括力学性能、物理性能、焊接及应用等性能研究,论述了低屈服点钢应用技术的发展情况,为低屈服点钢的推广应用提供了借鉴。     

低屈服点钢低周疲劳性能研究

近年来,低屈服点钢因其优越的耗能能力而广泛应用于结构抗震中。为了对国产低屈服点钢的低周疲劳性能进行研究,本文对牌号为LY100、LY160及LY225的低屈服点钢进行了大塑性变形下的低周疲劳试验,试验采用应变控制的等幅循环加载,分析了其破坏现象、循环应力响应特征、循环骨架曲线、滞回曲线特点等性能,并基于不同的模型对其低周疲劳寿命进行了预测。结果表明：国产低屈服点钢具有良好的抗低周疲劳能力;Ramberg-Osgood模型可以很好地拟合钢材循环应力-应变曲线;Manson-Coffin模型及Kuroda模型均可有效拟合低屈服点钢的低周疲劳寿命曲线,其中Manson-Coffin模型的拟合精度较好,而Kuroda模型更适用于大应变下疲劳寿命预测。     

低屈服点钢偏心支撑框架抗震性能研究

将偏心支撑框架中的消能梁段腹板替换为低屈服点钢材,形成低屈服点钢偏心支撑框架.为实现震后修复的功能,消能梁段与主体结构通过高强螺栓及端板进行连接.建立了单层支撑框架和高宽比为2的高层支撑框架,对比分析了普通钢偏心支撑框架与低屈服点钢偏心支撑框架的抗震性能.有限元分析结果表明,单层支撑框架在相同变形状态下,低屈服点钢偏心...     

低屈服点钢在结构耗能减震中的应用

低屈服点钢的力学特点是屈服强度低,强度稳定,变形能力强,因此低屈服点钢的应用成为结构变形耗能的一个重要途径。对低屈服点钢在结构耗能减震中的应用现状进行介绍,提出低屈服点钢在弹性耗能结构中的应用方式,分析该弹性耗能铰的施工技术和耗能机理,为低屈服点钢的应用推广提供借鉴。     

低屈服点钢RC框架抗震性能研究

通过2榀低屈服点钢筋和1榀普通钢筋的两层两跨RC框架低周反复加载试验,对结构的破坏形态、破坏机制、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行了较为深入系统的研究。研究表明,与普通RC框架相比,在相同水平承载力情况下,低屈服点钢筋RC框架具有延性性能好、变形能力大、刚度退化趋缓、耗能能力强的特性,可见,低屈服点钢筋RC框架具有更优的抗震性能。     

面内荷载作用下低屈服点钢板剪力墙的试验研究

进行面内荷载作用下低屈服点钢板剪力墙的试验研究。在低屈服点钢板剪力墙结构中,钢板墙采用低屈服点型钢,而边缘框架采用高强型钢。分析了面内单调荷载作用下,低屈服点型钢墙的非线性剪切屈曲性能及宽厚比的影响。对多层低屈服点钢板剪力墙进行滞回性能试验,研究刚度、强度、变形及耗能性能。结果表明:低屈服点钢板剪力墙具有优越的变形及耗能能力,侧向荷载作用下,其层间位移角能超过5%。     

低屈服点钢LYP100单调与循环拉伸试验研究

对47个LYP100低屈服点钢焊接试件进行单向拉伸和反复拉伸加载试验,研究其在不同加载制度下的应力-应变曲线、荷载-位移曲线、骨架曲线、破坏机理和延性特征.结果表明:试件横截面厚度是影响其耗能能力的重要因素,12mm试件的耗能能力明显优于6mm试件;焊接接头对试件的破坏有不利影响,带焊接接头的试件在循环加载作用下疲劳损伤累积效应显著,容易发生脆性破坏,延性变差;LYP100低屈服点钢与Q345钢、Q460钢焊接后,试件的强度提高,循环荷载作用下强度硬化现象明显,但是其延性变差.     

宝钢低屈服点钢BLY225的焊接性能

本文首先介绍了宝钢开发的55mm厚的低屈服点钢BLY225,并进行了可焊性试验,接着针对上海虹桥枢纽工程中采用的屈曲约束支撑结构的制作特点,进行了BLY225钢与Q345钢的异种钢对接接头和角接接头的各种力学性能试验.最后得出如下结论: (1)宝钢低屈服点钢BLY225的化学成分和力学性能均匀,具有良好的抗层状撕裂性能和良好的可焊性;(2)异种钢对接接头和角接接头具有优良的综合力学性能;(3)采用宝钢生产的BLY225低屈服点钢生产的屈曲约束支撑结构,可以满足上海世博工程--虹桥枢纽工程所要求的低屈服点阻尼器的制作要求.     

带可更换低屈服点耗能梁段-端板连接的#br# 钢框筒结构抗震性能试验研究

为研究带可更换低屈服点耗能梁段 端板连接的钢框筒结构(SFTS-RSLs)抗震性能和震后可更换能力,以耗能梁段长度和楼板组合效应为研究变量,设计3个2/3缩尺的单层单跨SFTS-RSLs子结构平面试件。框筒柱和裙梁采用Q460高强钢,耗能梁段采用低屈服点钢LYP225。通过水平低周往复加载试验对结构的破坏模式、刚度、承载力、耗能能力、延性、可更换能力以及耗能梁段塑性转角与超强系数进行研究。试验结果表明：试件滞回曲线饱满,延性高,具有稳定、良好的耗能能力和塑性变形能力;耗能梁段的破坏模式主要为翼缘严重屈曲且翼缘 端板焊缝撕裂或腹板撕裂;耗能梁段超强系数均值约为1.95,极限塑性转角超过0.18rad,远大于AISC 341-16规定的塑性转角限值0.08rad;楼板组合效应对结构承载力、耗能能力、延性、可更换能力、耗能梁段塑性转角和超强系数影响不大,对结构的弹性刚度影响显著;减小耗能梁段长度能够提高结构承载力、抗侧刚度、耗能梁段塑性转角和超强系数,但会降低结构的耗能能力和延性;加载过程中,结构的塑性变形与损伤集中在耗能梁段,框筒柱和裙梁处于弹性状态,有利于结构震后修复与正常使用功能的快速恢复。     

薄壁复合箱型梁的弯曲—扭转屈曲分析

对一轴心受压薄壁复合构件的屈曲进行研究。提出一个广义的分析模型，可用于分析轴心受压薄壁复合箱型梁的弯曲、扭转以及弯扭屈曲作用。此模型基于经典层压理论，考虑了任意层压堆积规律，结构的弯曲和扭转模式的耦合问题，如非对称以及对称和各种边界条件。采用一个基于位移的一维有限元模型来预测薄壁复合钢筋的临界荷载和随后的屈曲模式。从总势能的平稳值原则中推导出屈曲控制方程。轴心受压薄壁复合件的数值计算结果可用于估测纤维角、各向异性和边界条件对临界屈曲荷载和复合件模态的影响。     

不锈钢节点板连接件数值分析

尽管不锈钢和碳素钢的力学性能有本质区别,然而,现行规范规定不锈钢连接设计时仍基本遵循碳素钢的设计准则,仅在此基础上稍作修改。对于常见的角钢单肢与加固板连接的情况,EN1993-1-4以及SCI/欧盟不锈钢设计手册对不锈钢的设计规定,直接采用了EN1993-1-8对碳素钢净截面承载力的设计规定,且未作任何修改。对单肢与加固板采用单排螺栓连接的L型不锈钢的净截面承载力进行了研究。建立奥氏体不锈钢的数值模型,并利用现有的试验结果对其进行了验证。这些模型随后用于进行参数研究。最后,基于研究结果对L型不锈钢净截面承载力的设计方程进行了修正,并通过统计分析验证了该方程可靠性。     

工字截面倒V型支撑及其节点板在循环荷载作用下的性能研究

倒V型支撑及其中心节点板连接在特殊中心支撑框架中备受青睐。为了提高其抗震性能和在抗震设计中的应用,对9个非弹性往复荷载作用下的工字截面倒V型支撑及其节点板的滞回性能进行试验和数值模拟。主要参数为:节点板上支撑端部间隙、支撑杆件节点位置、自由端长度与节点板厚的比值。在支撑低周疲劳破坏前,框架的极限承载力并没有降低,但有一个长期的低承载稳定阶段。虽然有直线间隙的试件抗震性能良好,但只要节点板不先于支撑破坏,也可以不设间隙。中等偏心的支撑节点性能很好且尺寸也很经济,但节点板上的支撑杆件位置可能引起板面外变形并降低结构延性。基于试验结果,提出节点板自由边长度与厚度比值限值。     

Experimental study of low-yield-point steel plate shear wall under in-plane load

This paper describes the study of the low-yield-point (LYP) steel plate shear walls under in-plane load. In the LYP steel plate shear wall system, LYP steel was selected for the steel plate wall while the boundary frame was constructed by the high strength structural steel. A series of experimental studies examined the inelastic shear buckling behavior of the LYP steel plate wall under monotonic in-plane load. The effects of width-to-thickness ratio on the shear buckling of LYP steel plates were examined. The stiffness, strength, deformation, and energy dissipation characteristics were investigated by performing cyclic loading tests on the multistorey LYP steel plate shear walls. Excellent deformation and energy dissipation capacity were obtained for all specimens tested. The LYP steel plate shear wall system is able to exceed 5% of storey drift angle under lateral force.     

低屈服点钢在结构振动与控制中的应用研究

低屈服点钢的力学特点是易屈服,在进入塑性状态后具有良好的滞回特性,并在弹塑性滞回变形过程中能吸收大量的能量,因而被利用来制造不同类型和构造的阻尼器.基于对几种应用前景看好的低屈服点钢阻尼器的构造与性能的分析与归纳,着重介绍了开孔式加劲阻尼器HADAS的最新试验研究进展,并举例说明了该阻尼器在实际工程中应用情况,可看出HADAS能有效提高建筑物的消能减震能力,达到抗震设防要求.     

高强度钢端板连接的试验性能分析

高强度钢在结构中的应用给结构工程师提出了不少挑战。其中一个挑战就是,当材料可以提供更高强度时,可以将横截面尺寸最小化,这将带来巨大的经济效益。然而,与低碳钢相比,高强度钢材存在高屈服率和受限的变形能力等缺点。在可导致弹塑性变形的不规则荷载作用条件下进行结构设计时,这个性能至关重要。在这种情况下,构件和连接件都需要具备足够的延性,尤其是构件之间的连接件,需要能提供更高的变形能力。为此,对端板采用高强钢S690的弯矩连接进行试验分析。主要分析内容有:(i)非线性性能特征;(ii)对比现行欧洲规范3标准;(iii)高强钢弯矩连接的延性分析。试验结果表明,试验中的连接件可以给结构提供足够的刚度和抵抗能力,并具有理想的转动能力。     

开缝钢板墙抗震性能的试验研究

为了研究开缝形式对开缝钢板墙抗震性能的影响,完成了6组共12片1∶4比例的开缝钢板墙试件的往复加载试验。试验结果表明:开单层竖缝钢板墙的屈曲形态是竖缝间板带的单独扭转屈曲形态(第一类屈曲形态),屈服与破坏集中在竖缝的端部,造成竖缝间板带逐渐断裂,导致试件的刚度与承载力逐渐下降,滞回曲线出现剪切滑移现象;开双层竖缝钢板墙的屈曲是板内对角方向形成斜拉带的整板屈曲形态(第二类屈曲形态),到剪切位移角超过4%,试件的承载力没有出现下降,且滞回曲线相对饱满;竖缝间板带的长宽比越大,试件的抗侧刚度与屈服承载力越低;与开单层竖缝试件相比,开双层竖缝墙板的抗侧刚度与屈服承载力均明显提高。建议的试件初始刚度和承载力理论计算结果与试验得到的结果基本一致。