浅谈结构延性对抗震设计的重要性

结构延性与抗震设计地震是人类面临的严重自然灾害之一，常常会造成人身和财产的巨大损失，如：我国的汶川大地震造成直接经济损失人民币8451亿元，间接损失超过2500亿元。

我国属地震多发国家，需要考虑抗震设防的地域辽阔，因此研究结构的抗震性能在我国具有充分的必要性。

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。

下面着重从以下几个方面做以阐述。

1 在抗震中结构延性的作用我国抗震设计的基本原则是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。

“小震不坏”是指要求结构不受损伤或不需修理仍可继续使用。

“中震可修”是指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。

“大震不倒”是指结构遭遇“大震”作用时，不应倒塌或发生危及生命的严重破坏。

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。

所以我国的抗震设计原则是非常经济和合理的。

在上述设计原则指导下，这就要求结构应具有一定的延性：（1）当小震来临时，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。

（2）当中震来临时，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，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，砼表皮起壳、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。

浅谈延性设计在高烈度区抗震设计中的重要性摘要：地震烈度是指遭受地震后房屋建筑被破坏的严重程度，总共分为十二个等级。

地震对人民生命及财产安全造成的损失是不可估量的，尤其是高烈度区。

因此，加强抗震设计对保障国家及人民的安全至关重要。

延性设计在抗震设计中起着重要作用。

本文将对延性设计在高烈度区抗震设计中的重要性作出简单介绍。

关键词：延性设计；高烈度区；抗震设计；重要性延性设计通过塑性铰区域的变形有效地吸收、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，即减小了地震对结构的作用力，延性设计在高烈度区抗震设计中具有重要意义。

1.抗震设防目标我国地处世界两大地震带环太平洋地震带与地中海地震带的交汇处，受到太平洋板块与印度板块的挤压，地震断裂带十分活跃，加上我国大陆多山脉，山脉附近有很多断裂带，地壳活动频繁，地震频发。

地震活动不是人力可避免的，因此抗震工作尤为重要。

我国《抗震规范》中指出：抗震设防的目标是：第一目标：小震不坏；第二目标：中震可修；第三目标：大震不倒。

在高烈度区，希冀房屋不倒的愿望渺小且困难。

优秀的抗震设计能够增加我们希冀实现的概率，拯救人民脆弱的生命。

虽然房屋结构的强度设计是我们实现抗震目标的基础，但是却不能为我们实现目标提供助力，延性设计才是我们最应该关注的部分。

2.延性设计的定义延性是指构件、结构在受到挤压后，承载力降低不明显或基本不降低，并且有足够塑性变形能力的一种性能。

延性具有两种能力：承受较大的非弹性变形时强度不明显下降；利用滞回特性吸收、耗散地震能量。

延性设计的塑性变形能力强弱通常用延性比来表示，即允许的最大变形与屈服变形的比例。

在抗震设计中，对房屋结构中重要构件的延性设计的重视程度要高于整个结构体系的延性设计，对构件中关键杆件或者部位的延性设计的重视程度又要高于对构件的重视程度。

另外，优秀的延性材料能够建造出优秀的延性杆件，优秀的延性杆件又能建造出优秀的延性结构体系。

房屋建筑框架结构抗震设计要点摘要：钢筋混凝土框架结构具有良好抗震性能，结构抗震的本质就是延性，提高延性可增加结构抗震潜力，增强结构抗倒塌能力。

结构主要靠延性来抵抗较大地震作用下非弹性变形。

本文分析了结构延性在抗震设计中的重要性及其作用，影响结构延性的主要因素以及结构延性的抗震设计。

关键词：房屋建筑；框架结构；抗震设计前言地震是一种能对人类的生产和生活带来极大破坏的自然灾害，为了预防地震灾害，减轻地震损失，我国加强了地震预报、工程抗震和地震控制方面研究工作，其中工程抗震是一项有效的措施，其目的是寻求最合理的抗震设计，保证建筑物的安全。

工程中结构抗震的设计是依据抗震设防烈度通过地震作用的取值和抗震措施的采取来实现结构抗震设防目标。

一、框架结构延性的作用对于受弯构件来说，随着荷载增加，首先受拉区混凝土出现裂缝，表现出非弹性变形。

然后受拉钢筋屈服，受压区高度减小，受压区混凝土压碎，构件最终破坏。

从受拉钢筋屈服到压区混凝土压碎，是构件的破坏过程。

在这过程中，构件的承载能力没有多大变化，但其变形的大小却决定了破坏的性质。

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来抵抗地震作用。

结构或构件的延性具有以下作用：1、防止脆性破坏脆性破坏是突然的、无明显征兆的破坏，因此破坏的后果较严重。

工程设计中应避免脆性破坏，应按塑性破坏的原则进行设计，使结构或构件具有一定的延性，保证结构或构件在破坏之前有足够的变形能力，防止突然的脆性破坏发生。

2、对脆性构件起稳定作用在实际建筑结构中，延性构件与非延性构件（脆性构件）往往是并存的。

例如框架结构的长柱与短柱。

实验研究说明，在保证延性构件与非延性构件一定比例的条件下，延性构件对脆性构件起稳定作用，使结构有较好的变形能力而不致失效。

钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。

结构抗震的本质就是延性,提高延性可以增加结构抗震潜力,增强结构抗倒塌能力。

为了利用结构的弹塑性变形能力耗散地震能量,减轻地震作用下结构的反应,应将钢筋混凝土框架结构设计成延性框架结构。

钢筋混凝土结构的各类构件应具有必要的强度和刚度，并具有良好的延性性能，避免构件的脆性破坏，从而导致主体结构受力不合理，地震时出现过早破坏。

因此，可以采取措施，做好延性设计，防止构件在地震作用下提前破坏，并避免结构体系出现不应有的破坏。

参考文献：1 前言在现代房屋结构设计中，延性研究越来越显得重要，钢筋混凝土结构延性的研究是塑性设计方法和抗震设计理论发展的基础。

所谓延性是指材料、构件和结构在荷载作用下，进入非线性状态后在承载能力没有显著降低情况下的变形能力。

描写延性常用的变量有：材料的韧性，截面的曲率延性系数，构件或结构的位移延性系数，塑性铰转角能力，滞回曲线，耗能能力等。

试验和非线性计算分析表明：构件的结构的破坏由受拉钢筋引起的，常表现出良好的延性，如适筋梁、大偏心受压柱等；而破坏由混凝土拉断、剪坏和压溃控制的常表现为脆性，如素混凝土板、超尽梁、地震作用下剪切破坏的短柱等。

对于建筑结构系统来说，一方面，钢筋混凝土构件的功能依赖于整体结构系统功能，任何构件一旦离开整体结构，就不再具有它在结构系统中所能发挥的功能；另一方面，构件又影响整体结构系统的功能，任何构件一旦离开整体结构，整体结构丧失的功能不等于该构件在结构系统中所发挥的功能，可能更大，也可能更小。

在地震作用下，有可能由于部分构件的破坏乃至退出工作，整个结构体系会因此破坏，这里的部分构件包括了结构构件以及非结构构件。

在地震作用下，混凝土结构或构件的破坏可分为脆性破坏和延性破坏两种，其中脆性破坏的危害时非常大的，设计上是一定要避免的，而延性破坏时指构件承载力没有显著降低的情况下，经历很大的非线性变形后所发生的破坏，在破坏前能给人以警示。

文章编号：1009-6825（2013）06-0012-03加强延性设计提高结构抗震性能收稿日期：2012-12-08作者简介：杨淑红（1969-），女，工程硕士，副教授杨淑红（呼伦贝尔学院，内蒙古呼伦贝尔021008）摘要：介绍了延性的概念及结构抗震设计中延性的含义，阐述了延性设计的原则，总结了延性设计时提高结构抗震性能的具体措施，包括材料的延性设计、强柱弱梁设计、梁柱的延性设计、强节点弱构件设计等，为结构抗震设计提供了借鉴。

关键词：延性设计，结构，抗震性能中图分类号：TU313文献标识码：A0引言地震是能量以波的形式向各个方向传播、释放并引起振动的过程。

由于地震的难以预知和随机发生，导致现有的“中国地震区划图”及相应的地震基本烈度表具有很大的不确定性，多次强烈地震及特大地震均发生在抗震设防低烈度地区。

因此当大震来临出现弹塑性变形时，结构需通过延性设计来保证有良好的抗变形和耗能能力。

“变形、能量吸收与耗散”的能力是结构抗震性能的标志。

1延性的涵义1．1物理术语物理术语是指材料的结构、构件或构件的某个截面从屈服开始到达最大承载能力或到达以后而承载能力还没有明显下降期间的变形能力。

即：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。

延性概念最早出现在1961年美国波特兰水泥协会（PCA ）制定的《多层钢筋混凝土建筑抗震设计》手册中。

延性是抗震设计中的重要特性，用延性系数来度量。

结构动力学和地震工程领域学者乔普拉（Anil K．Chopra ）在其《结构动力学理论及其在地震工程中的应用》（第2版）7．2节中给出延性系数的表达式：由于地面运动引起的弹塑性体系的位移峰值（最大位移）与屈服位移之比，即：μ=μmμy是无量纲的量。

1．2四个层次在结构抗震设计中延性有四层含义：材料的延性、杆件的延性、构件的延性、结构的延性。

材料的延性：櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅发生较大的非弹性变形或反复弹塑性变形时强状态、提高透波性、减少制造工作量、节省工时和生产费用，适当选择夹芯面板还可以获得良好的抗震、隔热、隔音等性能。