浅谈结构延性的重要性.doc

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职称
评审论文
浅谈构造延性的重要性
〔主论文〕
金泉
单位：人防建筑
日期：二〇一五年五月
浅谈构造延性的重要性
人防建筑金泉
【摘要】：混凝土延性设计是提升建筑构造的整体性、稳定性，……〞。
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截面延性衡量着截面的塑性转动能力，即塑性铰的转动能力，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展放大调整，~，即，极限曲率通常取受压区边缘混凝土到达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〕砼强度，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，约束砼的极限压应变增大，变相提高砼强度，受压区高度减小，延性提高〔规中轴压比在特别箍筋条件下适当放松，即是此方面的考虑〕；
4〕纵向钢筋，高强度钢筋à屈服强度高à屈服应变大à屈服曲率提高à截面延性降低，配置受压钢筋à受压区高度降低à截面延性提高，提高配筋率à变相降低轴压比〔提高轴压承载力〕；
5〕截面形状，规则截面〔圆形、方形及矩形〕破坏流动性低，方向性明确，较不规则截面〔异形柱〕延性好。
对于压弯构件〔墙、柱与斜撑等〕，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。
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但是，构造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，即配筋率的成效比较低。对于受弯构件〔梁等〕，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缺乏，这也是规弱化受拉钢筋配筋率的缘由。
构件延性表征的是塑性铰的转动能力，由于曲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、塑性铰长度相关系数。构件的塑性变形集中于两端的塑性铰区，曲率延性系数应比位移延性系数大〔截面延性要求高于构件延性要求〕，才能保证抗震要求〔关系式也传达此信息〕。
防止倒塌思路：位移延性系数限值〔倒塌临界值〕à曲率延性系数à砼极限压应变à采取措施满足。
构造延性通常用顶点位移或层间位移来表达，由于构造延性与构件延性存在藕断丝连的联系，因此构造延性〔系数〕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〔基于第一振型的加载函数往往低估中间层的地震反响〕、极限/屈服位移的定义〔一般极限位移可取峰值承载力90%对应的位移，个别或假设干构件屈服，不等同于整体或*层屈服，尤其是层概念明确的钢构造〕，所以，在静力弹塑性分析中，工程师对于构造整体性能的把握更为重要。
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规中关于构件/构造构造的不同规定侧重于不同的延性要求，如材料延性：砼强度最低要求、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〔决定着梁的破坏形态：弯曲破坏or剪切破坏〕、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：柱梁塑性铰区砼的约束程度〔箍筋加密要求〕、梁柱墙剪跨比〔决定着构件破坏模式〕、连梁、转换构件；
构造延性：框剪、框筒的〔类〕、剪力墙底部加强区、转换层、加强层、错层及嵌固端构造要求〔构件延性的提高有利于构造延性的开展，构件延性的要求高于构造延性，如非底部加强部位设置YBZ、芯筒角部增设型钢、大跨度框架中框架柱采用型钢柱或钢管柱、高跨比较梁增设型钢、核心筒钢板剪力墙等，上述措施也往往是超限构造的构造加强措施〕。
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。构造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*构造进展小/S、中/M及大/L震弹性设计，承载力，位移延性系数 。因此构造工程师要把握好强度与延性的含量比，把握构造的真实涵，设计出和力而有韧的合理构造。
三、延性设计的重要性
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、计算假定、计算模型、计算方法还不够完善，都是近似的。程序不是万能的，程序是有使用条件和适用围的，程序也会有缺陷〔特别是PKPM〕，程序计算出来的结果不一定完全准确，不一定都与事实相符，程序计算通过了并非就可以高枕无忧了。对程序计算结果，设计师应根据力学概念和工程经历进展判断，确认合理有效后再实施。不掌握概念设计的精华，不理解规的意图，不知道从宏观上控制构造平安，则很可能出现