SM490 (به ویژه گریدهای B و C) به دلیل ترکیبی از استحکام، چقرمگی تضمین شده و جوش پذیری، مزایای قابل توجهی در طراحی لرزه ای ارائه می دهد که برای سازه ها برای مقاومت در برابر تغییر شکل غیرالاستیک چرخه ای در هنگام زلزله ضروری است.
در اینجا مزایای کلیدی وجود دارد:
1. چقرمگی و شکل پذیری تضمین شده (مزیت اصلی)
مقاومت در برابر شکست شکننده: زلزله نرخ کرنش بالایی را تحمیل می کند (بارگذاری سریع). در چنین شرایطی مواد می توانند به شیوه ای شکننده تر رفتار کنند. چقرمگی ضربه اجباری SM490B/C (بیشتر یا مساوی 27 ژول در 0 درجه برای B، بیشتر یا مساوی 47 ژول در 0 درجه برای C) تضمین می کند که فولاد می تواند انرژی قابل توجهی را با تسلیم شدن و تغییر شکل قبل از انتشار هر ترک جذب کند. این از خرابی شکننده ناگهانی و فاجعه بار جلوگیری می کند.
رفتار هیسترتیک پایدار:در طول یک زلزله، اعضای سازه (مانند تیرها به قاب های خمشی) لولاهای پلاستیکی را تشکیل می دهند. این لولاها باید بدون از دست دادن استحکام، تحت چرخههای خمشی (تغییر شکل غیرالاستیک) بزرگ و مکرر قرار گیرند. شکل پذیری خوب و خواص مواد یکنواخت SM490 باعث پایداری می شوداتلاف انرژیاز طریق این رفتار هیستراتیک
2. جوش پذیری عالی با کنترلویرایش شیمی
SM490C دارای محدودیت های شیمیایی دقیق است:دارای کنترل های دقیق تر روی کربن (C)، گوگرد (S) و فسفر (P) است که منجر به کاهش کربن می شود.معادل (Ceq). این مهم است زیرا:
خطر ترک خوردگی در ناحیه تحت تأثیر گرما (HAZ) در حین جوشکاری را به حداقل می رساند.
این تضمین می کند که اتصال جوش داده شده چقرمگی و شکل پذیری قابل مقایسه با فلز پایه را حفظ می کند. در طراحی لرزه ای، اتصالات اغلب مهمتر از خود اعضا هستند. آنها باید قوی تر و انعطاف پذیرتر باشند.
عملکرد قابل پیش بینی:این شیمی کنترل شده به مهندسان اجازه می دهد تا به طور قابل اعتماد رفتار اتصالات جوش داده شده را تحت بارهای چرخه ای پیش بینی کنند.
3. تعادل استحکام و شکل پذیری
SM490 استحکام تسلیم بیشتر یا مساوی 325 مگاپاسکال را ارائه میکند و سطح مقاومت خوبی را برای مقاومت در برابر نیروهای لرزهای بدون نیاز به بخشهای بیش از حد بزرگ ارائه میکند.
مهمتر از آن، نسبت استحکام کششی-به خوبی تعریف شده{1}}به- (fy/fufy/fu) دارد. کدهای لرزه ای اغلب نیاز دارند که این نسبت کمتر از حد معینی باشد (مثلاً کمتر یا مساوی 0.85 در برخی از کدها) تا اطمینان حاصل شود که ماده دارای ظرفیت کرنش کافی است-. این سخت شدن کرنش پس از تسلیم اولیه یک استحکام "ذخیره" را فراهم می کند و به گسترش انعطاف پذیری کمک می کند.
4. مطابقت با مشخصات مواد لرزه ای
کدهای طراحی لرزه ای مدرن (به عنوان مثال، AISC 341، یوروکد 8، استانداردهای AIJ ژاپن) استفاده از چقرمگی{4}}فولادهای تضمین شده در سیستم های مقاوم در برابر نیروی لرزه- (SMF، BRBF، و غیره) را الزامی می کند.
SM490B و C مستقیماً این الزامات کد را برای چقرمگی مواد برآورده میکنند، در حالی که SS490 یا SM490A برای اعضای لرزهای اولیه سازگار نیستند.
5. ظرفیت تغییر شکل غیرکشسانی قابل پیش بینی
ترکیبی از خواص تضمین می کند که اعضای ساخته شده از SM490 می توانند ضریب شکل پذیری مورد نیاز (μ) و ظرفیت چرخش مشخص شده در طراحی لرزه ای را به دست آورند. این به مهندسان اجازه می دهد تا با اطمینان از اصول طراحی ظرفیت استفاده کنند، جایی که لولاهای پلاستیکی در مکان های از پیش تعیین شده و انعطاف پذیر شکل می گیرند.
مقایسه در زمینه لرزه ای
| مواد | مناسب بودن لرزه ای | دلیل کلیدی |
|---|---|---|
| SS490 / SM490A | مناسب نیست (برای اعضای اولیه لرزه نگاری) | بدون استحکام تضمین شده خطر بالای شکستگی شکننده در اتصالات جوش داده شده یا نواحی لولای پلاستیکی تحت بارگذاری سریع چرخه ای. |
| SM490B | مناسب برای بسیاری از کاربردهای عمومی لرزه ای. | چقرمگی پایه (27J در 0 درجه) را برای جذب انرژی فراهم می کند. |
| SM490C | بسیار توصیه می شود / اغلب برای سیستم های لرزه ای بحرانی مورد نیاز است. | چقرمگی برتر (47J در 0 درجه) و جوش پذیری بهتر (Ceq پایین تر). بالاترین حاشیه ایمنی را برای تغییر شکل غیرالاستیک شدید ارائه می دهد. |
کاربرد عملی در سیستم های لرزه ای
SM490 به طور ایده آل در موارد زیر استفاده می شود:
اتصالات{0}}به-ستون در قاب لحظه ویژه (SMF).
اعضا و اتصالات قاب مهاربندی شده (مخصوصاً در کمانش-بندهای مهارشده - BRB).
تیرهای پیوند برشی در قابهای مهاربندی خارج از مرکز (EBF).
صفحات بحرانی و جوش در دستگاه های دمپر لرزه ای
اتصالات ستون در طبقات پایینی قاب های انعطاف پذیر.
نتیجه گیری
مزیت اصلی SM490 در طراحی لرزهای، چقرمگی تایید شده آن است، که انعطافپذیری-رفتار جذب انرژی-جلوگیری از فروپاشی شکننده را تضمین میکند. هنگامی که با جوش پذیری خوب و استحکام متعادل ترکیب می شود، ماده ای قابل اعتماد و مطابق با کد{4} برای ایجاد مناطق فیوز (لولاهای پلاستیکی) ارائه می کند که از ساختار کلی با اتلاف انرژی زلزله از طریق تغییر شکل کنترل شده محافظت می کند. برای مناطق لرزهخیزی بالا، SM490C به دلیل چقرمگی بالاتر و کنترلهای کیفی دقیقتر، انتخاب ارجح است.