抗震延性

2024-10-25

抗震延性（精选7篇）

抗震延性篇1

摘要：我国是地震多发国家, 所以对建筑结构抗震设计非常重视。随着结构抗震性能的不断研究, 抗震设计思路和理论发生了很大的变化。为了增强建筑钢筋混凝土抗震性能, 很多抗震地区的高层建筑都把结构设计成延性结构。本文将针对高层钢筋混凝土建筑结构, 分析其抗震延性设计要点。

关键词：抗震设计,建筑结构,耗能,延性

高层建筑随着房屋层数的增多, 结构荷载能力也要加强。在地震多发区域常用钢筋混凝土来增强结构的强度和整体性能。虽然钢筋混凝土有较强的抗震新年, 但是其框架结构设计不合理也有可能出现比价严重的震害。结构抗震的合理性是根据结构延性来判断的 (图一) 。结构延性是指构件和结构的某个截面在屈服后, 能够达到最大的承载能力或者承载能力基本不降低, 并且能够吸收一定能量, 能够避免脆性破坏, 且具有足够塑性变形能力的一种性能。结构的延性常常用延性比来表示。

1 建筑结构抗震延性设计

地震过程中很多很多建筑结构都会进入弹塑性状态。结构延性设计能够在材料、构件和结构在荷载作用下屈服之后依然有足够的变形能力, 变形降低了结构的刚度, 结构在地震作用下的反应减小, 然后依靠结构弹塑性变形来消耗和吸收地震能量, 保证屈服部分发生延性破坏, 保证整个结构的不会倒塌。所以在抗震设计中, 要考虑结构的延性设计, 提高抗震结构的延性性能。

2 影响建筑结构抗震延性设计的主要因素

2.1 梁截面尺寸

一般框主梁宽度不宜小于200mm, 次梁宽度不宜小于150mm。抗震结构下为了保证梁端塑性铰区混凝土保护层不剥落, 梁截面宽度会设置宽一点, 一般根据梁高来确定。梁的宽度取1/2~1/3梁高, 宽度不大于支撑柱在该方向的宽度。

2.2 钢筋的配筋率

位移延性和配箍率成正比, 箍筋间距越, 配箍率越大, 延性的增长也越显著。钢筋配筋率能够增加混凝土横向变形约束和极限压应变, 还可以提高结构构件抗弯矩能力, 提高塑性铰的转动能力。纵向钢筋配筋率增加对框架柱截面的延性是有力的, 但是当纵向配筋率达到一定的值, 对框架柱变形能力的影响作用变弱了, 而且纵向配筋率过大, 还会使柱子产生剪力破坏和粘接破坏。所以纵向配筋率要根据规范标准来确定。高层建筑结构抗震设计分别在一、二、三、四级时, 为了防止柱的脆性破坏和劈裂破坏, 柱纵向配筋率一般不少于0.8%、0.7%、0.6%、0.5%。

2.3 材料的强度

建筑材料是结构整体延性设计的基础。钢筋混凝土构件除了满足结构强度和刚度外, 还要能够保证其具有较强的延性性能, 避免主体结构受力不合理, 地震时出现过早破坏。通常情况下采用降低构件的轴压比的方法来提高混凝土的强度。但是如果纵向配筋率相同, 提高混凝土标号而会使纵向钢筋配筋率减少, 反而降低位移延性。

2.4 轴压比

柱的轴压比对框架结构延性、压弯构件位移延性有很大的影响。轴压比限值是柱轴压力设计值与柱轴压承载力设计值得比值, 比值超过界限值就很容易发生脆性破坏, 影响结构整体性。在框架柱有一、二、三级抗震时, 轴压比限值分别为0.7、0.8、0.9。

当轴压比过大, 柱的延性随轴压比增大, 因此, 截面必须转动更大的角度才能使受拉区钢筋屈服。这必然使屈服位移大大增加, 从而导致构件延性的大幅降低。

3 钢筋混凝土结构的延性抗震设计

3.1 强柱弱梁

防止建筑在强烈地震下倒塌, “强柱弱梁”是一个良好的手段。框架结构的延性和梁上的塑性铰有关, 强柱弱梁型最先在梁上形成塑性铰来消耗地震作用, 保护框架柱。如果梁中出现塑性铰, 则说明塑性铰所要求的非弹性变形量较小, 塑性铰分布比较均匀。如果柱中出现塑性铰, 则说明非弹性变形集中在某一层的柱中, 因而对柱有较高的延性要求。但是对柱的延性要求常常难以实现, 而且还会出现较大层间侧移, 会危及到整个结构安全。为了保证侧移不会对框架结构的稳定性产生威胁, 在设计的过程中将非弹性变形限制在梁内, 保证框架柱也具备相应的的弯承载能力, 从而减少柱端屈服的可能性。

3.2 强剪弱弯

“强剪弱弯”是一个从结构抗震设计角度提出的一个结构概念, “弯曲破坏”是延性破坏, 是有预兆的, 如开裂或下挠等, 而“剪切破坏”是一种脆性的破坏, 没有征兆性, 一旦某个部位发生剪切破坏就永久性失去抗震能力, 有可能导致整体倒塌。所以“强剪弱弯”就是要保证结构构件和节点不发生脆性破坏, 不会危及到建筑的整体结构安全。为了防止梁、柱在地震是出现脆性破坏, 需要构件这些构件的受剪承载力大于构件屈服时实际达到的剪力值。框架结构“强剪弱弯”在设计时要根据承载力值和剪力值来对实施合理的构造。

3.3 节点强锚固

接点就是梁柱搭接处, 不管是梁还是柱的接点都是结构延性的薄弱环节, 因为节点很容易受到地震水平作用而发生破坏。所以要在在梁铰机构作用之间保证接点和固锚没有被破坏。而框架节点破坏大多是由于节点处核心部位没有箍筋或者箍筋数量较少, 在剪压作用下混凝土出现斜裂缝, 甚至造成纵向箍筋屈服甚至拉断。为了保证框架节点和纵筋锚固不过早破坏, 要在设计梁柱是要注意节点部位的混凝土等级以及箍筋数量。还可以通过在静力设计锚固长度的基础上叠加一定的抗震附加锚固长度, 利用钢筋锚固端的机械锚固措施等来实现的。为保证梁柱屈服后节点仍对其有约束作用, 框架节点设计应严格按照相关的规范进行。

3.4 箍筋的构造要求

箍筋能够保证构件和节点的抗剪能力。为了实现“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的目的, 可以增加塑性铰区域内箍筋间距。箍筋还能对梁、柱塑性铰区混凝土和受压钢筋提供约束作用, 改善结构的延性和耗能能力。因为梁和柱的构件破坏大多集中在两端, 所以可以在两端加强箍筋。箍筋的长度、最小直径、最大间距和最小体积率都要根据规范来设计。

4 总结

总之, 要想做好高层钢筋混凝土建筑结构抗震延性设计就必须了解延性的影响因素。在设计过程中我们要进一步研究结构和变形能力以及构件之间的关系, 探索提高结构延性的方法和测量, 高层建筑物的抗震性能达到我国抗震规范。

参考文献

[1]GB50010-2002, 混凝土结构设计规范[S].[2]左宏亮, 戴纳新, 王涛.建筑结构抗震[M].北京:中国水利水电出版社, 2009.

建筑抗震设计中的延性设计篇2

在中等地震作用下, 允许结构某些部位进入屈服状态, 形成塑性铰, 这时结构进入弹塑性状态。在这个阶段结构刚度降低, 地震惯性力不会很大, 但结构变形加大, 结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。具有上述性能的结构, 称为延性结构。地震中结构进入弹塑性状态后, 只能依靠变形吸收能量以维持结构“安全”, 所以, 结构抗震设计的根本验算应是强震作用下结构的变形验算, 因此从某种意义上说, 结构抗震的本质就是延性。

以我们当前对地震的认识水平, 要准确预测结构物与地基在未来地震作用下的抗震能力, 尚难以做到。因此, 结构的抗震能力应着眼于结构物与地基整体抗震能力的概念设计, 再辅以必要的计算分析和构造措施, 从根本上消除结构物与地基中的抗震薄弱环节, 才有可能使设计出的结构具有足够的抗震可靠度。

结构体系的抗震能力综合表现在强度、刚度、和延性三者的统一, 即抗震结构体系应具有必要的强度和良好的变形能力, 如果抗震结构体系有较高的抗侧强度, 但同时缺乏足够的延性, 这样的结构在大震作用下很容易破坏。例如不配筋又无钢筋混凝土构造柱的的砌体结构, 其抗震性能较差。另一方面, 如果结构有较大的延性, 但抗侧力的能力不足, 这样的结构在大震作用下, 必然产生较大的变形, 如纯框架结构, 其抗震性能依然较差, 震害调查表明, 在历次地震中, 钢筋混凝土纯框架破坏严重, 甚至倒塌者屡见不鲜。

结构体系是由各类构件连接而成的, 各个构件的抗震能力是结构体系抗震能力的前提, 抗震结构的构件应具备必要的强度、适当的刚度、良好的延性和可靠的连接, 并应重视强度、刚度和延性的合理均衡。但强度、刚度和延性三者之间并不是相互独立的, 结构体系的抗震能力是强度、刚度和延性三者的矛盾统一。构件刚度太大, 会降低结构的延性, 同时自振周期变短, 增大地震作用, 地震作用增大的同时则要求结构及其构件具有较高的承载力, 而较高的承载力往往以提高造价和降低结构变形能力为代价; 构件刚度过小, 在地震作用下, 结构变形过大, 会导致结构构件的破坏甚至整体倒塌。必要的强度、刚度和延性三者缺一不可, 但其中延性的设计尤为突出, 是做到大震不倒的关键所在。

但在实际工作中, 结构工程师往往只注重结构的强度, 认为强度高的构件或结构必然是安全的, 而忽视了对延性的设计, 这种强度较高的构件或结构给人以安全的假象, 实际在强震作用下因为缺乏足够延性而存在较大的安全隐患。

延性的设计主要依靠合理的抗震措施, 如砌体结构, 具有较大的刚度和一定的强度, 但延性较差, 若在砌体中设置圈梁和构造柱, 将墙体横竖相箍, 起到骨架作用, 则可以大大提高变形能力。又如较长的钢筋混凝土抗震墙, 刚度大强度高, 但延性不足, 若在抗震墙中用弱连梁把墙体划分为若干并列墙段, 则可以大大改善墙体的变形能力, 做到强度、刚度和延性的合理分配。

延性的本质是吸能和耗能, 结构的吸能和耗能能力, 主要依靠结构或构件在预定部位产生塑性铰, 即结构可承受反复的塑性变形而不倒塌, 仍具有一定的承载能力, 预定部位是指在该位置塑性铰的形成不会危机整个结构的安全。

为了提高结构的延性, 在设计中应采取以下的概念设计: ( 1) 利用结构各部分的联系构件或非主要承重构件形成“耗能元件”。在对这种“耗能元件”合理设计后, 可使整个结构在预估的罕遇地震下产生可以承受的破坏, 并消耗相当的地震能量, 从而维持了整个结构体系的稳定和继续承受荷载的能力。如设有连梁的并联抗震墙, 连梁即可设计成很好的耗能元件, 以使罕遇地震作用下连梁先出现塑性铰; 又如框架结构的填充墙, 经合理设计后可增加结构的强度和刚度, 同时在地震反复作用下填充墙产生裂缝, 可以大量吸收和耗散地震能量, 起到耗能元件作用, 即同时增大了结构的延性, 因为填充墙同时影响到结构的强度、刚度和延性, 所以结构设计师应提高对填充墙的设计认识, 而不仅仅是作为结构上的荷载来处理。 ( 2) 将塑性铰控制在一系列有利部位, 把能量耗散在整个结构的平面和刚度上。为使结构在强震下出现塑性铰以吸能和耗能, 必须在设计时有意识地在一些构件中采取特殊的构造措施, 使塑性变形集中在一些潜在的屈服区, 使结构具有更有利的塑性重分布能力, 使这些并不危险的部位首先形成塑性铰或发生可以修复的破坏, 从而保护主要承重体系。否则塑性铰的出现可能使结构过早倒塌。如在钢筋混凝土框架设计中要求“强柱弱梁”的原则, 其目的就在于使框架结构的塑性铰先出现在各梁端而不是柱端。 ( 3) 要求结构具有尽可能多的赘余度。若结构没有适当的赘余度, 在出现塑性铰时就会形成几何可变的“机构”, 失去承载能力而倒塌。一般来说, 超静定次数越高, 对抗震越有利, 但这不是充分条件, 主要与形成屈服区和塑性铰的部位直接相关。如在框架或框架剪力墙体系中, 当框架梁端或连梁端部出现塑性铰时, 均不至于导致整个结构的破坏。因此, 抗震设计中的一个重要原则是结构应具有较好的赘余度和内力重分布的功能, 即使部分构件退出工作, 其余构件仍能承但地震作用和相应的竖向荷载, 避免整体结构的连续垮塌。

应当看到, 尽管延性设计在经济上有很大的优越之处, 但这些优越总是以结构出现一定程度的损伤为代价, 这是在设计延性抗震结构时必须预先了解到的, 但考虑到只要能实现我们三水准的抗震设防目标, 即保证“小震不坏”、“中震可修”、“大震不倒”, 我们的抗震设计就是成功的, 出现损伤是完全可以接受的。

总之, 地震从能量观点看, 就是地下能量的释放, 建筑结构所受的地震作用实际上就是一种能量的传递, 在接受到地下能量的同时, 如何吸收和消耗这些能量就成为抗震设计的本质内容, 即是延性设计。从钢筋混凝土结构抗震概念设计的基本原则, 到结构抗震承载力和变形验算以及抗震措施的制定, 都是为了保证结构或构件延性, 因此只有把握了抗震设计的本质问题, 才能真正设计出具有较好抗震性能的结构, 实现安全与经济的完美结合。

摘要：地震中结构进入弹塑性状态后, 只能依靠变形吸收能量以维持结构“安全”, 所以, 结构抗震设计的根本验算应是强震作用下结构的变形验算, 因此从某种意义上说, 结构抗震的本质就是延性。一个结构具有较大延性或较高耗能能力的话, 即使承载力较低, 也能够吸收较多能量, 抗御较强地震而不会倒塌。

关键词：塑性铰,吸能耗能,变形能力,结构延性

参考文献

[1]顾渭建.钢筋混凝土杆系结构的耗能机理和延性设计[J].工业建筑, 1997 (11) .

[2]施岚青.建筑抗震设计[J].机械工业出版社, 2011.

角钢混凝土柱延性与抗震措施篇3

延性是表征变形能力的一个重要参数, 是指结构、构件或试件截面在承载能力没有显著下降的情况下承受变形的能力, 或者说延性的含义是破坏以前结构、构件或截面能承受多大的后期变形能力[1]。本文基于9根剪跨比为3、采用钢板箍的角钢混凝土柱拟静力试验获得的骨架曲线[2], 采用能量等效法[3]计算了试验柱的位移延性系数, 基于《建筑抗震设计规范》给出了角钢混凝土柱抗震构造措施。

1骨架曲线

骨架曲线指荷载位移曲线的各加载级第一循环的峰点所连成的包络线[1], 它反映了试件的屈服、极限承载能力, 以及加载过程中力和位移的相对变化。图1所示为作者前期进行的9根角钢混凝土柱拟静力试验获得的骨架曲线, 试验柱的参数如表1所示。从图1中可以看出轴压比对角钢混凝土柱的变形能力和承载力的影响。在相同体积配箍率下, 轴压比低的试件, 其变形能力比轴压比高的试件大, 达到最大荷载后, 骨架曲线下降段较为缓慢, 表明其延性较好;轴压比相同的试件, 提高配箍率可增加试件的变形能力, 改善试件的延性, 但配箍率的变化对构件承载力影响不大。

2延性

柱的延性主要采用延性系数来表示, 延性系数越大, 说明延性越好, 反之则越差。延性系数包括位移延性系数、曲率延性系数以及转角延性系数, 他们都是从某一个方面反映构件的延性性质。本文主要采用位移延性系数μ来分析角钢混凝土柱的延性性质。对于反复荷载作用下的框架柱延性系数μ取骨架曲线上正、反两个方向的位移平均值之比:

式 (1) 中Δ+y、Δ+u—正向屈服位移和极限位移;

Δ-y、Δ-u—负向屈服位移和极限位移。

根据公式 (1) , 要确定构件的延性系数μ, 须先已知构件的屈服位移Δy和极限位移Δu。如果构件为理想弹塑体, 则其骨架曲线上存在明显的屈服点, 这样确定Δy和Δu无任何困难, 但是角钢混凝土柱并非一理想弹塑体, 其骨架曲线上没有明显的屈服点, 屈服荷载和屈服位移都不好确定。因此可采用变通的方法来确定屈服位移, 本文采用等面积法, 即能量等效法[3]。

骨架曲线所包围面积相等的方法确定等效屈服点, 如图2所示。使OAO的面积与ABCA的面积相等求得A点与B点, 过B点作横坐标的垂线交骨架曲线于E点, E点即为等效屈服点, 相应的荷载与位移即为屈服荷载与屈服位移;取85%极限荷载为名义极限荷载, 相应的位移为极限位移Δu, 由此确定的延性系数见表1所示。

注:Py为屈服水平荷载;Pu、Δm为水平峰值荷载及相应的位移

3角钢混凝土柱抗震构造措施

《建筑抗震设计规范》 (GB 50011—2001) 中给出不开洞填充墙和开洞填充墙框架的极限侧移角平均分别为1/30和1/38, 两者平均为1/35, 而框架的位移角限值规定为1/50。

由文献[3]可知, 角钢混凝土柱ASCC3和ASCC5设计轴压比分别为一级0.7与二级0.8, 同时恰好满足《建筑抗震设计规范》中相应的最小配箍特征值的要求, 试件的弹塑性位移角分别为1/38和1/48, 均小于1/35但大于1/50。角钢混凝土柱ASCC7设计轴压比为三级0.9, 同时满足相应最小配箍特征值的要求, 试件的位移角为1/59, 小于1/50;而试件ASCC9设计轴压比同为三级0.9, 配箍特征值比试件ASCC7的配箍特征值按《建筑抗震设计规范》提高了二个等级, 试件的位移角为1/45, 小于1/35但大于1/50。可见, 经调整配箍特征值后角钢混凝土柱采用《建筑抗震设计规范》中对框架柱轴压比限值的规定也是可以接受的, 但考虑到本次汶川大地震引发了很多钢筋混凝土内柱的压溃破坏, 而钢筋混凝土框架内柱轴力设计值受水平地震影响不大, 很多情况下由轴压比偏大造成, 因此, 将角钢混凝土柱的轴压比限值较《建筑抗震设计规范》中钢筋混凝土柱轴压比限值的规定做适当下调, 如表2所示。

角钢混凝土框架柱上、下端加密区钢板箍的配置参照《混凝土结构设计规范》 (GB 50010-2002) 和《建筑抗震设计规范》 (GB 50011-2001) 相应条款执行。

4结论

(1) 基于能量法计算出角钢混凝土柱的位移延性系数;对于轴压比不变的试件, 随钢板箍配箍率的增加, 位移延性系数越大;钢板箍配箍率不变的试件, 随轴压比的增加, 位移延性系数越小;

(2) 基于目前的抗震规范给出角钢混凝土柱抗震构造措施, 为采用该类柱的结构设计提供依据。

摘要：针对目前的规范或规程均尚未明确给出角钢混凝土柱的抗震构造措施这一问题, 基于9根剪跨比为3、采用钢板箍的角钢混凝土柱拟静力试验获得的骨架曲线, 采用能量等效法计算了试验柱的位移延性系数。结果表明, 轴压比不变的试件, 随钢板箍配箍率的增加, 位移延性系数增大;钢板箍配箍率不变的试件, 随轴压比的增加, 位移延性系数减小;最后给出角钢混凝土柱抗震构造措施, 为采用该类柱的结构设计提供依据。

关键词：角钢混凝土柱,骨架曲线,延性,抗震构造措施

参考文献

[1]沈聚敏, 周锡元, 高小旺, 等.抗震工程学.北京:中国建筑工业出版社, 2000:282—294

[2] Zheng Wen-zhong, Ji Jing.Dynamic performance of angle-steel con-crete columns under low cyclic loading-I:experimental study.Earth-quake Engineering and Engineering Vibration, 2008;7 (1) :67—75

抗震延性篇4

1 抗震设计流程

桥梁抗震设计的总体流程是需要对桥梁类型、抗震设计方式、设防烈度、第一周期震动特性等参数进行确认。根据上述参数, 最终确认桥梁抗震的分析、设计方法。由于桥梁结构各不同, 对应的抗震分析方法也有所不同, 本文针对常见的B类规则桥梁的抗震设计的流程和方法进行研究。

抗震分析主要分为E1地震作用验算和E2地震作用验算, E1主要需保证弹性, 在地震作用和其他永久作用组合后应满足规范强度验算的要求。E2地震作用下, 能保护构件仍满足规范强度验算的要求, 此外延性构件还应校核其变形能力, 保证E2地震作用下变形校核满足要求。传统的弹性强度校核验算已有很多, 在此不进行讨论, 重点阐述E2地震作用、构件塑性发展和变形验算。

2 分析方法

基于性能设计的主要思想是在确定外力作用下, 考察结构外力响应时对应的刚度、强度和变形能力。不同于一阶段强度设计思想, 性能设计使得结构具有足够的变形能力 (具有较好的延性) , 延性构件的塑性区域应具有较好的变形及转动能力, 当结构遭遇E2地震作用时, 桥梁延性构件进入塑性, 有效增加结构的阻尼和降低侧向刚度, 从而达到降低地震力的目的, 这种以变形为代价降低地震力的做法即延性设计, 延性设计要在结构的强度/刚度设计和变形能力设计之间找到合理的平衡点。

2.1 地震作用

B类规则桥梁地震的E1和E2地震作用可采用单振型 (SM) 和多振型分解反应谱法 (MM) 进行计算, 其具体公式见式 (1) 和式 (2) 所示。

式中:Fji—j振型i节点地震作用的标准值;

αj—相应于j振型自震周期的地震影响系数;

Xji—j振型i质点水平相对位移;

振型的参与系数。

当利用多振型分解反应谱法计算地震力时, 还需进行模态组合, 模态组合通常可使用SRSS的方法进行组合, 具体见式 (3) 所示, 当相邻周期比满足式 (4) 时振型组合方法应使用CQC方法进行组合, 具体见式 (5) 所示。

式中:F—结构的地震作用效应;

结构第i阶振型地震作用效应;

ξj、结构第j阶模态和第k阶模态对应的阻尼比;

抗震延性篇5

在我国现在的多高层建筑中, 钢筋混凝土结构应用最为普遍, 其中钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。因为其具有足够的强度、良好的延性和较强的整体性, 目前广泛用于地震设防地区。钢筋混凝土框架结构具有良好的抗震性能, 然而未经合理设计的框架结构会在地震作用下产生较严重的震害。结构抗震的本质就是延性, 延性是指构件和结构屈服后, 在承载能力不降低或基本不降低的情况下, 具有足够塑性变形能力的一种性能, 一般用延性比来表示。提高延性可以增加结构抗震潜力, 增强结构抗倒塌能力。延性结构通过塑性铰区域的变形, 能够有效地吸收和耗散地震能量;同时, 这种变形降低了结构的刚度, 致使结构在地震作用下的反应减小, 也就是使地震对结构的作用力减小。当结构设计成为延性结构时, 由于塑性变形可以耗散地震能量, 结构变形虽然会加大, 但结构承受的地震作用不会很快上升, 内力也不会再加大, 因此具有延性的结构可降低对结构的承载力要求, 也可以说, 延性结构是用它的变形能力来抵抗罕遇地震作用;反之, 如果结构的延性不好, 则必须有足够大的承载力抵抗地震。

在建筑体形和结构布置确定后, 实现延性框架成为结构抗震设计的关键。主要包括三个方面:⑴通过调整构件之间承载力的相对大小, 实现合理的屈服机制, 即“强柱弱梁”、“强核芯区弱构件”;⑵通过调整构件斜截面承载力和正截面承载力之间的相对大小, 实现构件延性破坏形态, 即“强剪弱弯”;⑶通过采取抗震构造措施, 使构件自身具有大的延性和耗能能力。在结构设计中我们从以下几方面实现钢筋混凝土框架的延性。

一、实现梁铰机制, 避免柱铰机制

梁铰机制也称整体机制, 是指塑性铰出现在梁端, 除柱脚外, 柱端无塑性铰;柱铰机制也称局部机制, 是指在同一层所用柱的上、下端形成塑性铰。设计中, 通过调整汇交在同一节点的梁端截面受弯承载力与柱端截面的正截面承载力的相对关系实现梁铰机制:同一节点上、下柱端截面的弯矩设计值之和, 大于两侧梁端截面实配钢筋计算得到的受弯承载力之和, 即ΣΜc=ηΣΜbuc (其中, η为大于1.0的系数。)

二、“强柱弱梁”设计原则——控制塑性铰的位置

在地震作用下, 框架中塑性铰要出现在梁上, 不允许出现在梁的跨中。梁的跨中出现塑性铰将导致局部破坏。在梁端的塑性铰必须具有延性, 才能使结构在形成机构之前, 可以抵抗外荷载并具有延性。

在框架结构中, 塑性铰出现的位置或顺序不同, 将使框架结构产生不同的破坏形式。柱中出现塑性铰, 不易修复而且容易引起结构倒塌;而塑性铰出现在梁端, 却可以使结构在破坏前有较大的变形, 吸收和耗散较多的地震能量, 因而具有较好的抗震性能。震害调查发现, 凡是具有现浇楼板的框架, 由于现浇楼板大大加强了梁的强度和刚度, 地震破坏都发生在柱中, 破坏较严重;而没有楼板的构架式框架, 裂缝出在梁中, 破坏较轻, 从而也证实强梁弱柱引起的结构震害比较严重。

此外, 梁的延性远大于柱的延性。这是因为柱是压弯构件, 较大的轴压比将使柱的延性下降, 而梁是受弯构件, 比较容易实现高延性比要求。

因此, 较合理的框架破坏机制应是梁比柱的塑性屈服尽可能早发生和多发生, 底层柱柱根的塑性铰较晚形成, 各层柱子的屈服顺序应错开, 不要集中在某一层。这种破坏机制的框架, 就是强柱弱梁型框架。

三、梁柱的延性设计

要使结构具有延性, 就必须保证框架梁柱有足够的延性, 而梁柱的延性是以其截面塑性铰的转动能力来度量的。因此框架结构抗震设计的关键是梁柱塑性铰设计。为此, 应遵循:

“强剪弱弯”设计原则。适筋梁或大偏压柱, 在截面破坏时可以达到较好的延性, 可以吸收和耗散地震能量, 使内力重分布得以充分发展;而钢筋混凝土梁柱在受到较大剪力时, 往往呈现脆性破坏。所以在进行框架梁、柱设计时, 应使构件的受剪承载力大于其受弯承载力, 使构件发生延性较好的弯曲破坏, 避免发生延性较差的剪切破坏, 而且保证构件在塑性铰出现之后也不过早剪坏, 这就是“强剪弱弯”的设计原则, 它实际上是控制构件的破坏形态。梁、柱剪跨比限制。剪跨比反映了构件截面承受的弯矩与剪力的相对大小。它是影响梁、柱极限变形能力的主要因素之一, 对构件的破坏形态有很重要的影响。因此柱的剪跨比宜控制在1.5以上。

梁、柱剪压比限制。当构件的截面尺寸太小或混凝土强度太低时, 按抗剪承载力公式计算的箍筋数量会很多, 则箍筋在充分发挥作用之前, 构件将过早呈现脆性斜压破坏, 这时再增加箍筋用量已没有意义。因此, 设计中应限制剪压比即梁截面的平均剪应力, 使箍筋数量不至于太多, 同时, 也可有效地防止斜裂缝过早出现, 减轻混凝土碎裂程度。这实质上也是对构件最小截面尺寸的要求。

柱轴压比限制。试验研究表明, 轴压比的大小, 与柱的破坏形态和变形能力是密切相关的。随着轴压比不同, 柱将产生两种破坏形态:受拉钢筋首先屈服的大偏心受压破坏和破坏时受拉钢筋并不屈服的小偏心受压破坏。而且, 轴压比是影响柱的延性的重要因素之一, 柱的变形能力随轴压比增大而急剧降低, 尤其在高轴压比下, 增加箍筋对改善柱变形能力的作用并不明显。所以, 抗震设计中应限制柱的轴压比不能太大, 其实质就是希望框架柱在地震作用下, 仍能实现大偏心受压下的弯曲破坏, 使柱具有延性性质。

钢筋设置。试验表明:钢筋混凝土单筋梁的变形能力, 随截面混凝土受压区相对高度的减小而增大, 而混凝土受压区相对高度随着配筋率的增大、钢筋屈服强度的提高和混凝土强度等级的降低而增大, 延性性能降低。为此, 《规范》对一、二、三级抗震等级框架梁的混凝土受压区相对高度和配筋率做出了规定。同时, 框架梁还应满足最小配筋率的要求。另外, 震害表明, 梁端、柱端震害严重, 是框架梁、柱的薄弱部位。所以按照强剪弱弯原则设计的箍筋主要配置在梁端、柱端塑性铰区, 称为箍筋加密区。在塑性铰区配置足够的箍筋, 可约束核心混凝土, 显著提高塑性铰区混凝土的极限应变值, 提高抗压强度, 防止斜裂缝的开展, 从而可充分发挥塑性铰的变形和耗能能力, 提高柱的延性。

四、延性框架节点抗震设计

框架节点核心区受力比较复杂, 在地震和竖向荷载作用下, 主要是剪力和压力。节点核心区可能出现的破坏形式有两种:剪压破坏和黏结锚固破坏。核心区的受剪承载力一般都不足, 在剪压作用下出现斜裂缝, 在地震往复作用下, 形成交叉裂缝使混凝土挤碎, 纵向钢筋压屈为灯笼状。另一方面, 在地震往复作用下, 框架梁伸入核心区的纵筋与混凝土间的黏结破坏, 导致梁端转角增大, 从而增大了层间位移。剪压破坏和黏结锚固破坏都不是延性破坏, 核心区不能作为框架的耗能部位。因此, 核心区的抗震设计概念是:强核心区和强锚固。主要抗震的构造措施是配置足够的箍筋、梁的上部钢筋应贯穿中间节点和梁的下部钢筋在核心区内应有足够的锚固长度。

实际设计中, 为了保证延性钢筋混凝土框架结构的抗震性能, 《抗震设计规范》是依据抗震等级对构件本身不同性质的承载力或构件间的相对的承载力进行内力调整, 并依据规定的构造要求来达到延性要求。内力调整系数, 依据抗震等级不同而异:一级抗震等级以实际配筋为基础进行内力调整;二、三级抗震等级是在设计内力的基础上进行调整。而构造要求则根据不同的抗震等级, 规定出截面形式、尺寸限制、材料规格、配筋率以及构造形式等。所以要想充分发挥延性钢筋混凝土的抗震性能, 合理的设计、计算是不可少的。

参考文献

[1]李立胜.钢筋混凝土框架延性设计的理解[J].内江科技.2005, (7)

[2]鲍雷.钢筋混凝土和砌体结构的抗震设计[J].中国建筑工业出版社.1999.

抗震延性篇6

首先地震的成因主要有三种:构造地震、火山地震和陷落地震。

地震发生后, 各地区的地震灾害一般不相同, 通常用地震烈度来描述地震的宏观现象。世界上多数国家使用的基本上是12等级划分的烈度表。对应于一次地震, 震级只有一个, 而地震烈度在不同地区却是不同的。通常震中的地震烈度最高, 随着震中距的增加, 地震烈度逐渐降低。一个地区的基本烈度是指该地区今后一定时间内, 在一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度。根据我国有关单位对华北、西南、西北45个城镇的地震烈度所作出的概率分析, 基本烈度大体为在设计基准期内超越概率为10%的地震烈度。

建筑场地对不同建筑物的破坏有很大影响。它的一个重要动力特性是建筑场地的卓越周期, 又叫设计特征周期, 或简称特征周期。建筑物的自振周期与场地特征周期相等或接近时, 建筑物的震害有明显加重的趋势。这是由于建筑物的振动发生了类似共振的现象。在建筑物的抗震设计时应尽量避免这种现象

1 建筑结构应根据其使用功能的重要性分为甲、乙、丙、丁类四个抗震设防类别。

甲类、乙类建筑:当本地区的抗震设防烈度为6~8度时, 应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求;当本地区的设防烈度为9度时, 应符合比9度抗震设防更高的要求。当建筑场地为Ⅰ类时, 应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施;

丙类建筑:应符合本地区抗震设防烈度的要求。当建筑场地为I类时, 除6度外, 应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施.按建筑类别及场地调整后用于确定抗震等级烈度, 按调整后的抗震等级烈度。

全国大部分地区的房屋抗震设防烈度一般为8度。地震具有突发性、不可预见性、灾害性的特点, 至今可预报性、提前预知能力及防护措施仍然很低。强烈地震常造成人身和财产的巨大损失。我国属地震多发带, 需要考虑抗震设防的地域较广阔且设防烈度需加强, 因此研究结构的抗震性能在我国具有充分的必要性。我国的现代抗震设计理论是从五十年代开始, 在国际抗震理论的推动下发展起来的, 并逐渐形成了自己的特色。在积累了相当的研究成果和实践经验的基础上, 相继制定了74、78、89规范和新修订的2001抗震设计规范 (GB5001122001) 按2001年规范设计的建筑物的抗震能力较89规范可提高10%~15%, 其技术含量达到国际先进水平。但由于受国家经济实力的限制, 安全可靠度的设置仍低于美国等发达国家。要想更好的执行规范就必须明确抗震规范制定的基本思想, 明确抗震设计的基本原则。

在地震作用下, 一味地追求结构的强度并不可取, 结构的延性是非常重要的地震分为小震、中震和大震。所谓小震指的是常遇地震, 50年出现的概率大约为63%, 重现期为50年。中震是指50年出现的概率约为10%, 重现期为475年。而大震指的是罕见地震, 50年出现的概率为2%~3%, 重现期为1641~2475年。对于偶然性和随机性很大的地震荷载, 要想使结构强度一定大于结构反应, 几乎是不可能的, 而且是十分不经济的。受社会承受牺牲的能力和经济制约的因素, 我们只能从概率的角度出发, 使结构在一定的概率保证下能安全正常地发挥作用。这就决定了抗震设计的基本原则, 在我国即通常所说的“小震不坏, 中震可修, 大震不倒”。在“小震”作用下, 要求结构不受损伤或不需修理仍可继续使用。从结构抗震分析角度来说, 就是要求结构在“小震”作用下保持准弹性反应状态, 而不进入使建筑物中断使用和产生非结构构件破坏的非弹性反应状态;同时结构的侧向变形应控制在合理的限制范围以内, 目的是使结构具有足够的抗侧向力刚度。中震大概相当于我们的设防烈度地震, 当遭遇到中震作用时, 结构可以有一定程度的损坏, 经修复或不经修复仍可继续使用。从经济角度来说, 维修费用不能太高。对发生概率极小的罕遇大震 (“大震”的烈度比设防烈度约高一度左右) .要求当结构在遭遇“大震”作用时, 不应倒塌或发生危及生命的严重破坏。这样一个抗震设防目标是非常经济合理的。因为地震的发生太偶然, 倘使我们一味地追求结构的强度以保证中震甚至是大震作用下结构不坏, 这将会使极大量的材料在绝大部分时间里, 甚至在整个寿命期内都处于不能充分发挥作用的状态, 这样做是不明智的。在上述设计原则指导下, 就要求结构处于这样一种状况:当小震来临, 应确保所有的结构构件在抵抗地震作用力时, 具有足够的强度, 使其基本上处于弹性状态。并通过验算小震作用下的弹性位移共同来保证结构不坏。处于这个阶段的结构构件不会发生明显的非线性变形, 也不必需要采取特殊的构造措施。在中震作用下, 结构的某些关键部位超过弹性强度, 进入屈服, 发生较大变形, 达到非线形阶段, 这时, 我们就特别提出延性要求 (延性指当地震迫使结构发生较大的非线性变形时, 结构仍能维持其初始强度的能力, 是结构超过弹性阶段的变形能力, 它是结构抗震能力强弱的标志。它包括承受极大变形的能力和靠滞回特性吸收能量的能力, 它是抗震设计当中一个非常重要的特性) .当中震来临的时候, 因为结构具有非弹性特征, 某些关键部位超过其弹性强度, 进入塑性状态。由于它有一定的延性, 它的非线性能够承担塑性变形, 使它在变形中能够耗费和吸收地震能量。代价是可能导致较宽的裂缝, 混凝土表皮起壳、脱落, 可能有一定的残余变形, 但不至于导致安全失效, 以达到中震可修的设防目标。处于这个阶段的结构, 对延性就会提出相应的要求, 而延性就要靠精心设计的细部构造措施来保证。

2 地震力降低系数的大小决定了设计地

震力取值的大小, 从而决定了对延性要求的大小。由上所述, 用于承载力设计的地震作用可以取到小震水平, 当更大的地震来临的时候, 则靠结构的延性去抵抗。所以, 我们并不取用设防烈度地震作用力来进行结构承载力设计, 而需要把设防烈度地震力降低一个系数, 称为地震力降低系数。地震力降低系数取得越大, 设计地震作用就取得越小;地震力降低系数取得越小, 设计地震作用就取得越大。在同一个设防烈度下, 地震力降低系数取得越大, 地震作用就越小, 那么按此小的地震作用设计出来的结构的屈服水准就越低, 意味着结构在相应强烈程度地震下形成的非弹性变形就越大, 这就要求结构具有较大的延性来保证它较大的非弹性变形的实现, 因而对延性提出的要求就更高。这一延性等级的结构即为较低设计地震力取值2较高延性要求的“高延性等级”结构。地震力降低系数取得越小, 地震作用就越大, 那么按此大的地震作用设计出来的结构的屈服水准就越高, 意味着结构在相应强烈程度地震下形成的非弹性变形就越小, 这就只需要要求结构具有较小的延性来保证它较小的非弹性变形的实现, 因而对延性提出的要求就越低。这一延性等级的结构即为较高设计地震力取值2较低延性要求的“低延性等级”结构。同理, 在同一个设防烈度下, 地震力降低系数取为中等, 地震作用也为中等, 因而对延性提出的要求也为中等。这一延性等级的结构即为中等设计地震力取值2中等延性要求的“中等延性等级”结构。这样, 地震力降低系数的大小实际上就决定了设计地震力取值的大小, 从而决定了对延性要求的大小。中国规范规定把设防烈度地震作用降低约3倍来进行承载力设计, 即设防烈度地震作用反应谱除以地震承载力降低系数3, 而得到设计所用的反应谱。并且中国规范按设防烈度从大到小对结构延性提出了从高到低的要求, 具体是用抗震等级来表示, 共分为一级、二级、三级、四级四个等级。初步印象是:中国的地震力降低系数的取值偏低。这似乎说明中国的地震力取值较高, 因而并不需要对结构提出高延性要求。其实不然, 在对比了中国和西方国家的设防地震作用反应谱曲线之后, 我们发现, 在中长周期范围内, 西方要比中国高, 也就是说, 中国在较低的反应谱水平下降低3倍, 跟西方在较高的反应谱水平下降低5倍, 甚至更多之后的作用水平是相差不多的, 这就说明, 中国对抗震结构应提出相当于西方地震力降低系数等于5, 甚至高一档次的高延性要求。

3“能力设计法”已为各国普遍接受, 通

过能力设计法以选择性质不同的主要抗侧力构件, 在地震作用影响产生大变形的情况下, 能够形成较好的耗能机制。为了使钢筋混凝土结构在地震引起的动力反应过程中表现出必要的延性, 就必须通过能力设计法, 使塑性变形更多地集中在比较容易保证良好延性性能或者具有一定延性能力的构件上。能力设计法的具体思路有三步:

3.1 第一步是选择一个可接受的塑性变

形机构。所选机构的位移延性应该靠塑性铰处最小非线性转动来达到。一旦选定了合适的塑性变形机构, 就可以精确地确定能量耗散部位。能力设计法在选择塑性变形机构的选择上存在两种不同的方案:一种是“梁铰机构”。其具体措施是人为地较大幅度增加柱端的抗弯能力, 使除底层柱底以外的各柱端在较强地震作用下, 原则上不进入屈服后状态, 即不出现塑性铰。由于柱端原则上不进入屈服, 曲率较小, 因此对除底层柱底的其它各层柱端不必提出严格的轴压比控制条件, 即不必一定要把柱端的受力状态控制在离大、小偏心受压界限状态尚有一定距离的延性较好的大偏心受压状态。这种机构主要靠梁端出铰来耗散地震能量。另一种是“梁柱铰机构”。其具体措施是只在一定程度上人为增大柱的抗弯能力, 因此, 从总体上说, 柱端虽然与梁端相比相对较强, 但在较强和很强地震作用下, 柱端仍有可能进入屈服, 只不过梁端出现塑性铰的机会较多、较早, 塑性转动较大;柱端塑性铰则出现相对较迟, 塑性转动相对较小。只要对柱的轴压比控制较严, 使柱端不出现小偏心受压和离大、小偏压分界状态过近的大偏心受压情况, 再通过加强对柱端塑性铰区的约束, 就可以使柱端具有所需的、不十分苛刻的塑性转动能力 (延性能力) 且不致压溃。这种机构主要靠梁柱共同出铰来耗散地震能量。对比以上两种方案, 前者实际上是提高了柱的强度, 加强了柱的弹性变形能力。在实际配筋当中, 纵筋用量相对较多, 箍筋用量相对较少。后者实际上是提高了柱的塑性变形能力, 在实际配筋当中, 纵筋用量相对较少, 箍筋用量相对较多。中国规范选择了第二个方案, 即“梁柱铰机构”。这即是我们通常所说的“强柱弱梁”。为了实现能力设计方法中的强柱弱梁机构, 我们通常的做法是对柱截面的组合弯矩乘以增大系数;也可以对由梁端实际配筋反算出梁端可抵抗弯矩, 即实配弯矩乘以增大系数的方法来实现, 并用增大后的弯矩值进行柱端控制截面的承载力设计。

3.2 第二步是要通过人为增大各类构件

的抗剪能力, 使其不致在强烈地震作用下, 在结构延性未发挥出来之前出现非延性的剪切破坏。这即是我们通常所说的强剪弱弯。通常的做法是用剪力增大系数增大梁端、柱端、剪力墙端、剪力墙洞口连梁端以及梁柱节点处的组合剪力值, 并用增大后的剪力设计值进行受剪控制截面控制条件, 进行验算和设计。具体措施也有两类。一类是直接对一跨梁两端截面的顺时针或反时针方向的组合弯矩值乘以增大系数, 再与梁上作用的竖向重力荷载代表值一起从平衡关系中求得梁端剪力。另一类是沿顺时针或反时针方向求得一跨梁两端截面按实际配筋能够抵抗的弯矩, 对其乘以增大系数, 再与梁上作用的竖向重力荷载代表值一起从平衡关系中求得梁端剪力。

3.3 第三步是通过相应的构造措施, 保证

可能出现塑性铰的部位具有所需的塑性转动能力和塑性耗能能力。通常通过箍筋加密, 限制轴压比等措施来给予保证。

上述三个步骤所采取的措施是相互关联的。第二步措施是第一步措施实现的前提和保障;因为只有塑性铰区不致先期发生剪切失效, 才能够有梁柱塑性铰区的塑性转动。第一步措施要求较严, 则第三步则可相对较弱。反之, 第一步的措施较松, 则对第三步的要求就较严格。因为如果柱弯矩增强系数很大, 大到能保证除底层以外的其它柱端都不出现塑性铰, 则并不需要对轴压比和约束箍筋提出严格的限制, 即并不需要使柱处于延性较好的大偏压状态和使柱具有很强的转动能力。这即是形成梁铰机构。而如果控制柱的弯矩增强系数, 使梁端出铰较柱端出铰较早、较多、转动较大, 柱端出铰则相对较迟、较少、转动较小。这即是“梁柱铰机构”。此时, 就需要对柱轴压比提出一定的限制, 使柱端的受力状态处于大偏压, 同时, 加强对塑性铰区箍筋的约束, 以提高塑性铰的转动能力, 这样就提高了柱端的延性能力, 使之在所需要的塑性转动下不至于被压坏。所以, 柱的弯矩增大系数越大, 对轴压比的限制和箍筋的约束要求就越低;弯矩增大系数越小, 对轴压比的限制和箍筋的约束要求就越高。

4 提高砼结构的抗震设防烈度措施, 加

强房屋抗震能力。国家制定的房屋设计原则是“小震不坏, 中震可修, 大震不倒”。对上海地区来说, 小震、中震、大震分别指的是地震烈度的6度、7度和8度。“可修”是指房屋出现破坏, 如出现裂缝, 但不影响房屋主体结构;“不倒”是指房屋主体结构被破坏, 但没有倒下, 人们可获得逃生机会。提高砼结构的抗震设防烈度措施:

4.1 对我国存在的量大面广的砖混结构

的房屋, 规范规定要在适当部位设置一定数量的圈梁和构造柱, 加强建筑物的空间刚度和整体性, 使建筑物在地震中避免或减轻破坏。

4.2 提高房屋的抗震设防烈度。此次汶川

地震中, 震级为里氏8.0级, 但烈度却达到了10度到11度, 而四川省建筑的抗震设防烈度为7度, 此次地震已经大大超出了建筑抗震设防标准。建议建设部适度上调房屋的抗震设防烈度。

4.3 提高高科技水平, 加强对于地震等自然灾害的预测能力。

在过去的20年, 自然灾害涉及到全球300多万生命, 影响到至少8亿人, 并导致的财产损失超过500亿美元。最近发生在日本神户的7.2级地震导致了超过5000人的死亡。在美国, 沿密西西比峡谷的新马德里断层大地震在1812年据说震响了波士顿教堂的钟声, 还让密西西比河倒流3天。如果这个8.3级地震是沿着圣安德里亚斯断层, 据估计, 死亡人数将超过2.5万人, 并有多达十万受重伤。

目前人类还无法避免地震的发生。强烈的地震在瞬间即可造成地面及建筑物的大面积崩塌, 从而会给人们带来严重的灾难。由于地震等自然灾害的突发性及不可预见性。激励着我们在房屋建筑方面采取积极必要的加固措施。提高混凝土结构的整体延性, 提高混凝土结构的抗震设防烈度。从而使得将灾害损失将到最低、及人民的人身生命及财产损失降到最低。随着社会的不断发展, 科技水平的提高相信能使用先进的高科技新型材料或者先进的自然灾害预测能力。

摘要：地震灾害是人类面临的严重自然灾害之一。“5·12”四川大地震中, 房屋倒塌是造成人员伤亡的主要原因, 尤其是学校和医院影响最大。学校房屋倒塌导致师生集中伤亡, 而医院瘫痪则大大影响患者的正常治疗, 更无法承担抢救伤员的任务。目前我国的建筑抗震要求是抵御八级烈度地震, 而汶川当地的建筑抗震要求也是抵御八级烈度地震, 可是此次地震烈度却达到了十级, 因此, 在地震作用下, 建筑物结构的延性与结构的强度具有同等重要的意义。地震力降低系数对设防烈度地震作用的整体降低实际上决定了结构的屈服水准和对结构延性需求的大小。

抗震延性篇7

一、结构延性在抗震中之所以如此重要, 是因为结构延性具有如下作用

1、防止脆性破坏

由于钢筋混凝土结构或构件的脆性破坏是突发性的, 没有预兆, 所以为了保障人们生命财产安全, 除了对构件发生脆性破坏时的可靠指标有较高要求以外, 还要保证结构或构件在破坏前有足够的变形能力。

2、承受某些偶然因素的作用

结构在使用过程中可能会承受设计中未考虑到的偶然因素的作用, 比如说, 偶然的超载、基础的不均匀沉降、温度变化和收缩作用引起的体积变化等。这些偶然因素会在结构中产生内力和变形, 而延性结构的变形能力, 则可作为发生意外情况时内力和变形的安全储备。

3、实现塑性内力重分布

延性结构容许构件的某些临界截面有一定的转动能力, 形成塑性铰区域, 产生内力重分布, 从而使钢筋混凝土超静定结构能够按塑性方法进行设计, 得到有利的弯矩分布, 使配筋合理, 节约材料, 而且便于施工。

4、有利于结构抗震

在地震作用下, 延性结构通过塑性铰区域的变形, 能够有效地吸收和耗散地震能量, 同时, 这种变形降低了结构的刚度, 致使结构在地震作用下的反应减小, 也就是使地震对结构的作用力减小, 因此, 延性结构具有较强的抗震能力。

二、影响结构延性的主要因素

1、影响梁延性的主要因素:梁是

框架结构中的主要受力构件之一, 在抗震设计中要求塑性铰首先出现在梁端且其又不能发生剪切破坏, 同时还要防止由于梁筋屈服渗入节点而影响节点核心区的性能。试验和理论分析表明, 影响梁截面延性的主要因素有:

(1) 梁截面尺寸。在地震作用下, 梁端塑性铰区混凝土保护层容易剥落, 故梁截面宽度过小则截面损失比例较大, 所以一般框架梁宽度不宜小于200mm.同时为了提高节点剪力、避免梁侧向失稳及确定梁塑性铰区发展范围, 分别要求梁宽不宜小于柱宽的1/2、梁的高宽比不宜大于4、梁的跨高比不宜小于4.

(2) 梁纵筋配筋率。试验表明, 当梁纵向受拉钢筋配筋率很高时, 在弯矩达到最大值时, 弯矩——曲率曲线很快出现下降;当配筋率较低时, 弯矩达到最大值后能保持相当长的水平段, 因而大大提高了梁的延性和耗散能量的能力。

2、影响柱延性的因素, 当建筑许

可时, 尽可能将柱的截面尺寸做得大些, 使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于1, 并控制柱的轴压比满足规范要求, 以增加延性。验算截面承载力时, 人为地将柱的设计弯距按强柱弱梁原则调整放大, 加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高, 以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造, 让塑性铰向梁跨内移。

三、荷载作用下的延性

1、材料、构件或结构的延性通常

定义为在初始强度没有明显退化情况下的非弹性变形的能力。它包括两个方面的能力:

(1) 承受较大的非弹性变形, 同时强度没有明显下降的能力。

(2) 利用滞回特性吸收能量的能力。

2、在实际工程中判断结构的脆性或延性有重大的意义, 可从延性结构的优越性加以说明:

(1) 破坏前有明显预兆, 破坏过程缓慢, 因而可采用偏小的计算安全可靠度。

(2) 出现非预计荷载, 例如偶然超载, 荷载反向, 温度升高或基础沉降引起附加内力等情况下, 有较强的承受和抗衡能力。

(3) 有利于实现超静定结构的内力充分重分布。

【抗震延性】推荐阅读：

延性抗震设计07-21

延性设计05-26