[发明专利]一种建筑用抗震钢板桩

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种建筑用抗震钢板桩。

背景技术

钢板桩于20世纪初在欧洲开始生产，1903年，日本首次通过进口在三井本馆的挡土施工中采用，基于钢板桩特殊的使用性能，1923年，日本在关东大震灾修复工程中大量进口采用。由于钢板桩具有较大的市场潜力和发展前景，1931年，日本于国内开始生产。钢板桩有冷弯薄壁轻型和热轧型，由于前者具有较大的加工、使用局限性，因而，热轧钢板桩成为钢板桩产品发展的主流。钢板桩具有很多的独特功能和优势，因而它的用途非常广泛，比如在永久性结构建筑上，可用于码头、卸货场、堤防护岸、护墙、档土墙、防波堤、导流堤、船坞、闸门等等；在临时性结构物上，可用于封山、临时扩岸、断流、建桥围堰、大型管道铺设临时沟渠开挖的挡土、挡水、挡沙墙等；在抗洪抢险上，可用于防洪、防塌方、防塌陷、防流沙等。钢板桩是用作护岸、岸壁和港口、河流的固定设施。1995年，日本发生了兵库县南部地震。地震中，各种基础设施受到了严重的损坏，包括港口和河流的设备。损害也成为了机遇，此后，有关基础设施在抗震的安全性方面受到了人们的重视，钢板桩作为固定设施在抗震性能方面没有受到重视。因此为了提高固定设施的抗震性，就要求热轧钢板桩具有较低的屈强比。在严酷的变形负荷下，热轧钢板桩的塑性变形一致性是关键，而提高塑性变形性能的有效方法是降低钢的屈强比。屈强比越低，材料从开始塑性变形到最终断裂所需要的形变量越大，因而提高了其塑性变形能力，可有效缓解因过载而产生的应力集中，使建筑构件吸收较多的地震能。反之若屈强比过高则会导致由于局部大变形而造成的超载失稳。从这个角度出发，屈强比越低就越安全，因此开发低屈强比热轧钢板桩已是当务之急。

发明内容

本发明的目的在于提出一种建筑用抗震钢板桩，该抗震钢板桩具有抗层状撕裂能力，并具有较好的焊接性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种建筑用抗震钢板桩，该钢板桩的化学成分及重量百分比为：C 0.18-0.22、Si 0.60-0.70、Mn 0.30-0.50、P≤0.015、S≤0.010、Cu 0.25-0.45、Ni 0.60-1.00、V 0.006-0.008、Ti 0.05-0.07、Als 0.030-0.050、Ce 0.03-0.04，其余为Fe及不可避免的杂质。

优选，该钢板桩的化学成分及重量百分比为：C 0.19-0.21、Si 0.63-0.67、Mn 0.35-0.45、P≤0.015、S≤0.010、Cu 0.30-0.40、Ni 0.70-0.90、V 0.0065-0.0075、Ti 0.055-0.065、Als 0.035-0.045、Ce 0.035-0.045，其余为Fe及不可避免的杂质。

最优选，该钢板桩的化学成分及重量百分比为：C 0.20、Si 0.65、Mn 0.40、P≤0.015、S≤0.010、Cu 0.35、Ni 0.80、V 0.0070、Ti 0.060、Als 0.040、Ce 0.040，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明钢的化学成分的限定理由如下：

C是钢中不可缺少的提高钢材强度的元素之一，如果溶入基体中，能够起到固溶强化的作用。随着碳含量的增加，钢中Fe₃C量也随之增加，淬硬性也增加，钢的抗拉强度和屈服极限会提高而延伸率、缺口冲击韧性则下降。碳含量每增加0.10％抗拉强度大约提高90MPa，屈服极限大约提高40-50MPa。

Si在钢中不形成碳化物而固溶于铁素体中，主要以固溶强化的形式来提高钢的强度，固溶强化作用很强，同时，也是钢中的脱氧元素。但如果钢中Si含量过高，则会引起面缩率下降，特别是冲击韧性下降较为明显，同时对钢的焊接性也不利。