结构延性浅谈分析.doc

《结构延性浅谈分析.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、结构延性浅谈分析结构延性浅谈分析结构设计中，重要构件往往通过限制配筋率来确保其性能发挥，超限审查中也经常伴随着提高某一批次构件的配筋率，然配筋率与延性之间到底有着怎样的千丝万缕？先给延性戴个帽，延性指结构或构件屈服后，强度或承载力没有显著降低时的塑性/非弹性变形能力。分为材料、截面、构件及结构延性，常用延性系数来表达，即：材料延性是应变延性，通过应力-应变曲线来反映，表观的是材料屈服后的塑性变形能力；截面延性是曲率延性,通过受压区高度来反映，表观的是截面屈服后的塑性转动能力；构件延性是位移延性，通过塑性较来反映，表观的是塑性較的转动能力；结构延性也是位移延

2、性，通过基底剪力-顶点位移曲线或层剪力-层位移曲线来反映，表观的是整体塑性变形能力。四种延性之间存在着相互牵制与影响，尤其是材料延性与截面延性、构件延性与结构延性，材料延性与截面延性是负相关的，构件延性与结构延性的关系取决于塑性較形成后结构的破坏机制。材料延性是根本，是本构关系的层次，影响着其他三种延性，一般采用应变延性指标来衡量，即极限应变/屈服应变。结构中存在两大材料：钢与磴，钢应力-应变曲线设计者应很熟悉，弹性段、屈服段、强化段与颈缩段，具体来讲，钢延性指标二峰值应力应变/屈服点应变；碗本构研究最透彻的当属非约束混凝土的单轴受压本构，应变延性与殓强度

3、存在很大关系，随强度提高，应力-应变曲线的弹性工作段拉长，峰值应变值提高，下降段陡峭。栓延性指标二极限应变/峰值应变，確极限应变可取二普通碗峰值应变为〜,高强磴峰值应变为；实际结构碗基本都属于约束碗,由于箍筋的环箍效应，应力-应变关系也发生了变化，约束越好延性越好，约束的好与不好通过配箍特征值来衡量。规范中对材料使用的限定一般是从材料延性考虑，如“对于框支梁、框支柱及一级框架梁、柱，磴强度等级不应低于C30…钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于…钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于…”。截面延性衡量着截面的塑性转动能力，即塑性较

4、的转动能力，对应于弯矩-曲率关系曲线，表达式为极限曲率/屈服曲率。在适当配筋率下，由于受拉钢筋屈服时截面并没有屈服，因此需对屈服曲率进行放大调整，调整系数约为~,即，极限曲率通常取受压区边缘混凝土达到其极限压应变时的曲率，即：截面曲率延性一般可从相对受压区高度的角度理解，影响截面延性的因素主要有：1）碗强度，两面性：强度提高脆性增强，材料延性降低；强度提高受压区高度减少，截面延性提高；2）轴压比，减小轴压比，受压区高度减小，延性提高;3）箍筋，约束碇的极限压应变增大，变相提高碗强度,受压区高度减小，延性提高；4）纵向钢筋，高强度钢筋d屈服强度高d屈服应变大

5、d屈服曲率提高d截面延性降低，配置受压钢筋“受压区高度降低d截面延性提高，提高配筋率d变相降低轴压比；5）截面形状，规则截面破坏流动性低，方向性明确，较不规则截面延性好。对于压弯构件，如上述配筋率的描述，配筋率左右着轴压承载力，随着轴压承载力的提高，构件的塑性变形长度变大，因此截面延性提高。但是，结构工程师需要充分认识到，配筋率不是提高竖向构件延性的首要因素，即配筋率的功效比较低。对于受弯构件，延性随配筋率的提高而降低，但当配置适当充分的受压钢筋，有利于改善高配筋率带来的延性不足，这也是规范弱化受拉钢筋配筋率的缘由。构件延性表征的是塑性较的转动能力，由于曲

6、率与位移存在比值关系，因此位移延性与截面曲率延性存在关系式，k为与构件长度、塑性較长度相关系数。构件的塑性变形集中于两端的塑性较区，曲率延性系数应比位移延性系数大，才能保证抗震要求。避免倒塌思路：位移延性系数限值d曲率延性系数d磴极限压应变d采取措施满足。结构延性通常用顶点位移或层间位移来表达，由于结构延性与构件延性存在藕断丝连的联系，因此结构延性难直观得出，常借助于静力弹塑性分析近似判断，也就是经常见到的基底剪力-顶点位移曲线。但上述方法存在很多人为因素：施加水平力的形状、极限/屈服位移的定义，所以，在静力弹塑性分析中，工程师对于结构整体性能的把握更为重

7、要。规范中关于构件/结构构造的不同规定侧重于不同的延性要求，如材料延性：碗强度最低要求、钢筋强屈比、钢材的屈强比、焊接性及冲击韧性等；截面延性：梁最小/大配筋率要求、截面相对受压区高度限值、柱墙轴压比及纵向钢筋配筋率；构件延性：柱梁塑性較区磴的约束程度、梁柱墙剪跨比、连梁、转换构件；结构延性：框剪、框筒的调整、剪力墙底部加强区、转换层、加强层、错层及嵌固端构造要求。另外，延性与承载力之间还有个比较有趣的现象：二者具有反向性。结构或构件的延性随着承载力的提高有降低的趋势，可以来个极端比较，分别对某结构进行小/S、中/M及大/L震弹性设计，承载力，位移延性系数

8、。因此结构工程师要把握好强度与延性的含量比，把握结构的真实内涵，设