混凝土延性
混凝土构件的延性及耐久性

混凝土构件的延性和耐久性是关键的设计要点。本演示将探讨延性和耐久性 的概念、影响因素以及改进方法,帮助您更好地理解和设计混凝土构件。
延性的定义和意义
1 什么是延性?
延性是材料或结构在受力时发生变形而不会 立即破坏的能力。
2 为什么延性重要?
延性可以使结构在遭受外力冲击或地震加载 时具有更好的抗震能力。
延性和耐久性的关系
延性和耐久性是混凝土构件设计中相互关联的要素。合理提高延性可以增强 耐久性,从而延长混凝土构件的使用寿命。
结论和要点
1 重要性
混凝土构件的延性和耐久性是关键设计要点,直接影响结构性能和使用寿命。
2 相互关联
延性和耐久性相互关联,合理提高延性可以增强混凝土构件的耐久性。
3 注意事项
耐久性的定义和意义
1 什么是耐久性?
耐久性是指混凝土构件在特定环境条件下长时间保持结构完整性和性能的能力。
2 为什么耐久性重要?
耐久性能够延长结构的使用寿命,减少维修和更换的成本。
影响混凝土构件耐久性的因素
1 环境因素
如温度、湿度和气候等会对混凝土构件的耐凝土配方和材料,提高混凝土 构件的抗腐蚀和耐久性。
在设计和施工时,需要注意合理调整结构形式和材料,以提高延性和耐久性。
延性对混凝土构件的影响
1 抗震设计
具有良好延性的混凝土构件能够在地震中吸收和分散能量,减轻结构受损风险。
2 变形能力
延性混凝土构件可以承受更大的变形,允许结构适应荷载和环境变化。
提高混凝土构件延性的方法
1 合理设计
采用合适的结构形式和几何尺寸,确保构件在受力时具有足够的延性。
2 加强钢筋
适当布置和增加钢筋,提高混凝土构件的延性和韧性。
混凝土结构结构钢筋延性的意义及设计要点

混凝土结构结构钢筋延性的意义及设计要点摘要:本文首先简述了钢筋混凝土结构抗震承载能力设计机理,其次介绍了结构进入塑性阶段的铰破坏机制,重点分析了不同破坏机制的优缺点,最后介绍了使结构达到理想破坏铰机制的承载能力级差设计法。
关键词:抗震设计、方法、途径地震是地壳相对运动、相互挤压所引起的大规模地面振动。
其对建筑结构危害极大,继而危及人类的生命财产安全。
因此必须对地震区的建筑结构进行必要的抗震设计。
但地震又是偶然发生的,其发生频率体现出概率意义上的统计规律。
在结构的使用期限内可能不发生设防的地震或不发生地震。
因此,充分、合理的利用抗震资源具有经济意义上的必要性。
一、抗震设计途径1.在抗震设计时,我们有这样两种途径。
一是按设防烈度即中震对应的地震作用来进行结构的承载力弹性设计,使其在遭遇中震时保持在弹性范围内。
另一种是适度降低设计地震作用的取值,按众值烈度即小震对应的地震作用进行结构的承载力弹性设计。
2.按第二种思路设计时,当结构遭遇设防烈度地震(中震)或罕遇地震(大震)时,结构将不可避免地进入塑性阶段,从而使结构的变形增大。
考察构件在地震力作用下反应可以发现,一些构件如框架梁在梁端出现塑性铰后,仍然具有很大的延性变形能力,且其承载力不显著降低。
而柱端在出现塑性铰后也具有一定的延性变形能力(受轴压比控制)。
可见要使结构具有一定的屈服后变形能力是行得通的。
3.考虑发挥结构的潜在抗震塑性变形能力,是第二种结构抗震设计思路的根基。
这就是二十世纪80年代到90年代中期发展起来的地震力设计法。
同时,如何确保结构构件屈服后能够达到预期的延性性能、不发生类似剪切的脆性破坏且不丧失承载力;如何使结构达到理想的破坏机制,使设计者能了解在结构遭遇超过设计地震作用时的结构性能;是随着地震力设计法发展应用而来的重要研究课题。
二、设计地震力取值1.为什么可以取较低的设计地震力而使结构在超越设计地震作用时进入塑性态?不同设计地震力取值水准下的模型化P-Δ关系图如上图所示,当结构按未折减的设防烈度水准地震力Pe设计时,为OA线。
钢筋混凝土框架结构延性设计的探讨

钢筋混凝土框架结构延性设计的探讨0.引言在我国当前的高层建筑当中,对于钢筋混凝土的运用是非常广泛和普遍的,而钢筋混凝土的框架结构因为具有十分稳定的延性,所以使得其也成为了现代很多高层建筑所主要采用的结构形式之一。
这种建筑结构在当前来说,更多的运用在了地震的防护区域,因为这种结构形式具有非常好的抗震性能,但是如果这种框架结构不进行有效的延性设计,那么在较大的自然灾害发生的时候或者是在地震到来的时候,就会产生比较严重的后果,甚至会诱发更大的灾害。
接下来,笔者将在本研究中将主要以建筑钢筋混凝土框架结构延性设计为例,对建筑钢筋混凝土狂接结构设计方面的问题做出简要分析,并简单谈一谈自己的主观看法。
1.建筑钢筋混凝土框架结构的设计原则在高层建筑的框架结构设计当中,应该遵循刚柔相互协调的这一原则,这可以保证高层建筑拥有一定的延性[1]。
而且,笔者认为在抗震撼方面还需要遵循多道设计的原则,这样,如果第一道抗侧力构件受到了破坏,那么接下来的第二道防线和第三道防线就会立即作出接替,这样便能够更好地挡住各种震撼力的冲击。
对于保证建筑物不会因为震撼而倒塌起到了一定的支撑作用。
此外,笔者认为在高层建筑的抗震设计当中还需要对选择作出一定的规定,在选材上,高层建筑要遵循轻质量高强度的原则,建筑材料不单单需要具备足够的形变能力和强度,而且材料的自重也应当尽可能的轻一些[2]。
这样,即便是因为很强大的震撼而造成高层建筑的坍塌,那么轻质的材料对人体所造成的伤害也会适当的降低很多。
2.建筑钢筋混凝土框架结构的延性设计2.1梁柱的延性设计如果想要保证建筑物的框架结构具有更高的延性,那么首先需要保证这个建筑物的框架梁祝具有足够的延性。
梁柱的延性和梁柱界面的塑性铰的转动力有十分重要的关系,所以框架结构的抗震设计最关键的就是对梁柱塑性铰进行设计。
笔者认为在对其进行设计的时候需要遵照强剪弱弯的原则。
钢筋混凝土梁柱在如果受到了较大的剪力,那么一般就会呈现出脆弱性的破坏[3]。
高延性混凝土:专项加固施工方案

高延性混凝土:专项加固施工方案1. 引言高延性混凝土是一种特殊的混凝土材料,具有较高的抗震性能和延性,广泛应用于抗震加固工程中。
本文将介绍一种高延性混凝土的专项加固施工方案,旨在提供一种简单且无法确证的策略。
2. 施工准备在进行高延性混凝土的专项加固施工前,需要进行以下准备工作:- 确定加固区域:根据结构的抗震需求和受力情况,确定需要进行高延性混凝土加固的区域。
- 混凝土材料选择:选择具有高延性和抗震性能的混凝土材料,确保施工质量。
- 施工人员培训:对施工人员进行相关培训,使其熟悉高延性混凝土专项加固的施工要求和技术。
3. 施工步骤高延性混凝土专项加固的施工步骤如下:1. 清理加固区域:清理加固区域的外部杂物和旧有建筑物,确保施工区域清洁。
2. 表面处理:对加固区域的表面进行处理,包括清洗、除油和打磨等步骤,以提高混凝土与原有结构的粘结性能。
3. 混凝土搅拌:按照混凝土材料的配比要求,将水泥、骨料和掺合料等材料进行搅拌,制备高延性混凝土。
4. 浇筑混凝土:将制备好的高延性混凝土倒入加固区域,保证混凝土充实度和均匀性。
5. 整平和养护:使用工具对混凝土进行整平和养护,保证混凝土的表面平整度和强度发展。
6. 检验和验收:对加固后的高延性混凝土进行检验和验收,确保施工质量符合要求。
4. 安全注意事项在进行高延性混凝土专项加固施工时,需要注意以下安全事项:- 施工人员应佩戴个人防护装备,包括安全帽、安全鞋、手套等。
- 施工现场应设置安全警示标志,确保施工区域的安全。
- 施工过程中应注意防止混凝土泄漏和坍塌等意外情况的发生。
- 施工人员应按照相关操作规程进行施工,避免操作失误导致事故发生。
5. 结论高延性混凝土的专项加固施工方案需要从施工准备、施工步骤和安全注意事项等方面进行考虑。
本文提供了一种简单的策略,但需要根据实际情况进行具体操作。
在施工过程中,应始终独立做出决策,并遵守相关的法律规定和要求,确保施工质量和安全。
钢筋混凝土构件的延性与抗震

10.1.4位移延性系数
位移延性系数是结构或构件达到极限状态
时的总位移 u与其刚开始时位移y 之比,可表
示为:
u y
式中总位移u 等于屈服时的位移y 与屈服后所
产生的塑性位移 p 之和,即
u y p
下面以简单的竖向悬臂结构为例,导出屈服位移和极 限位移的计算方法,给出位移延性系数的表达式(图10-6)
螺旋箍筋对核芯区产生均匀分布的侧向压力,使混凝土处于
三向受压状态;矩形箍筋只对角隅处混凝土产生有效约束,
侧面混凝土有外凸的趋势,约束作用降低。因此配有螺旋箍
箍筋的构件,其延性好于配有矩形箍筋的构件。
也可以通过增加箍筋之间拉结改善核芯区混凝土约束条
件。另外箍筋间距对构件延性有着明显的影响,箍筋间距较
小的构件有着较高的延性。
极限变形 Du通常取最大荷载值持续到混凝土达极限压应变开始 卸载时的变形值,此变形对应的荷载值往往小于最大荷载。确定 Du 方法有两种,取最大承载力的0.85倍所对应的点为U点,或者取混凝
土达到极限压应变 cu =0.0033~0.0040所对应的点为U点。
10.1.3截面曲率延性系数
受弯构件适筋梁开始屈服和到达截面最大承载力时的截面应变及应 力分布图如图10-5所示。
D Du Dy
式中,Du 为截面或构件承载力没有明显降低情况下的极限变形;
Dy 为截面或构件开始屈服时的屈服变形。 图10-2为施力后理想弹塑性变形曲线,可以很方便地找到屈服
点Y和极限点U,从而确定 Dy 和 Du ,但钢筋混凝土构件不存在
理想的力—变形曲线。
确定Dy 常采用能量等值法和几何作图法,分别如10-3和10-4图所示。
滞回曲线充分反映了构件强度、刚度、延性 和耗能能力等方面的力学特征,是分析钢筋混凝 土结构抗震性能的重要依据。滞回环丰满程度及 所围面积表征构件耗能能力,在三种典型的滞回 曲线中,梭形耗能能力最强,弓形次之,反S形最 差。
【深入剖析】高延性混凝土性能与优势

【深⼊剖析】⾼延性混凝⼟性能与优势【深⼊剖析】⾼延性混凝⼟性能与优势为什么⾼延性混凝⼟会成为建筑业内的主流混凝⼟?它的性能与优势在于哪些⽅⾯?今天555建筑⽹⼩编就与⼤家⼀起来聊聊这个话题,我们先来了解⼀下什么是⾼延性混凝⼟:什么是⾼延性混凝⼟?⾼延性混凝⼟是⼀种具有⾼强度、⾼韧性、⾼抗裂性能和⾼耐损伤能⼒的特种混凝⼟,其变形能⼒可达普通混凝⼟的200倍,也被称为“可弯曲混凝⼟”。
⾼延性混凝⼟⽤于范围与优势是什么呢?优势⼀:加固效果显著在⾼延性混凝⼟加固砌体结构的模拟地震试验表明:采⽤⾼延性混凝⼟单⾯(⾯层厚度10mm)加固受损砌体结构,结构在9度罕遇地震下基本⽆损坏,未产⽣明显可见裂缝。
(1)⼆层临街商铺砌体结构未加固砌体结构,8度地震下产⽣贯通裂缝,接近倒塌(2)⾼延性混凝⼟加固受损砌体结构⾼延性混凝⼟单⾯(10mm)加固,9度罕遇地震下未产⽣裂缝(3)⾼延性混凝⼟加固空⽃墙承重砌体结构内墙单⾯(10mm)加固,对外墙约束边框,9度罕遇地震下完好⽆损(4)⾼延性混凝⼟加固空⽃墙—砖⽊传统民居内墙单⾯(10mm)加固,对外墙约束边框,9度罕遇地震下剧烈晃动,仍屹⽴不倒采⽤⾼延性混凝⼟加固砌体结构,可提⾼墙体的抗剪承载⼒和耐损伤能⼒,⼤幅度提⾼房屋的整体性和抗倒塌能⼒,解决房屋抗震性能和构造措施不⾜的问题。
优势⼆:技术优势明显加固⽅式对⽐:传统加固技术施⼯⼯艺:基础开挖→绑扎钢筋⽹→穿墙打孔→对穿钢筋→⽀模板→双⾯浇筑60mm厚混凝⼟(或压抹35mm以上砂浆),不仅施⼯程序复杂,且对原结构造成较⼤损伤。
⾼延性混凝⼟加固技术:不需要钢筋,仅在墙⾯上压抹10-20mm厚的⾼延性混凝⼟即可抵抗9度以上地震,保障⼈民⽣命财产安全。
传统加固⽅式基础开挖→绑钢筋→打孔→对穿钢筋→⽀模→浇混凝⼟(压抹砂浆)⾼延性混凝⼟加固不需要钢筋仅需压抹10-20mm厚⾼延性混凝⼟⾼延性混凝⼟适⽤优势:l 节省材料,减少耗材;l 节省⼯期,提升效率;l 节省综合造价,降低成本;。
结构设计中混凝土梁延性的认识

摘要:传统的抗震设计对结构构件的延性有特殊要求。
本文介绍了提高混凝土梁延性的几点具体措施,来提高对这一问题的认识。
关键词:混凝土梁延性设计1概述建筑结构的抗震设计中,结构及构件需要一定的变形能力来保证在强烈地震下的可靠度。
结构和构件在遭遇中强地震时的强度、刚度退化要与相关国家规范的规定相匹配。
对于常见的多高层钢筋混凝土房屋来说,“强柱弱梁、强墙弱连梁”的破坏机制与结构在地震作用下的耗能能力和抗倒塌能力有关。
关于框架梁、连梁的抗震性能的特殊要求,下文通过归纳分析来具体说明这一问题。
2提高框架梁延性的措施结构的延性是指它在经受塑性变形中仍能保持一定承载能力的性能。
延性一般分为三个层次———材料的延性、构件的延性和结构的延性,可由下列公式表达:材料的延性:με=εm/εy 构件的延性:μθ=θm/θy 结构的延性:μδ=δm/δy 式中εm、θm、δm 分别为循环加载条件下材料最大应变、构件最大转动能力和结构最大水平位移;εy、θy、δy 分别为材料、构件和结构开始屈服的应变转角和水平位移。
在一般情况下με≥μθ≥μδ。
要期望结构达到一定的延性目标,那么结构中必然有相对较高延性的耗能构件。
对于混凝土结构中的强柱-弱梁部分,框架梁的潜在塑性铰区域需要有足够的转动延性。
文献[1]指出随着梁受拉钢筋配筋率的增大,开裂弯矩变化很小,虽然梁截面抗弯承载力得到了很大提高,但是梁截面的延性逐渐降低。
图1为文献中的算例,梁截面宽度和高度为300x600mm,混凝土强度等级为C30,梁配筋率(钢筋为HRB335级)与曲率延性相关曲线如图所示。
从图1可以看出,随着受拉钢筋配筋率的加大,虽然梁截面抗弯能力逐渐增大了,但是梁截面的延性逐渐在减低。
超筋梁延性会趋于0,呈现出脆性特征。
对于单筋矩形框架梁来说,配筋率与梁的受压区高度和有效高度的比ξb 呈正比关系。
控制梁的相对受压区高度是保证截面延性的措施。
《建筑抗震设计规范》的条文说明解释说:“当相对受压区高度为0.25~0.35范围时,梁的位移延性系数可到达3~4”,工程实践中必须满足这样的要求。
钢筋混凝土结构构件的延性设计

钢筋混凝土结构构件的延性设计摘要: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。
关键词:钢筋混凝土结构构件延性设计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。
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。
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形和耗能能力,提高梁、柱的延性;而且钢箍作为纵
向钢筋的侧向支承,阻止纵筋压屈,使纵筋充分发挥
抗压强度。所以规范规定,在框架梁端、柱端塑性铰
区,箍筋必须加密。
6)纵筋配筋率
•
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x/h0的减小而增大,而x/h0随
着配筋率的增大、钢筋屈服强度的提高和混凝土强度
3.箍筋的构造要求
• 沿梁的纵向配置封闭的箍筋,不但能防止 脆性的剪切破坏,而且可以对受压区混凝土起 约束作用。收到约束的混凝土,其极限压应变 能提高。箍筋布置的越密,直径越粗,其约束 作用越大,对构件的延性的提高也越大。特别 是超筋情况,箍筋对延性的影响就更显著。
4.纵向钢筋的配筋率和钢筋的屈服强度
点核心区因混凝土强度不足而开裂后破坏,提高混凝
土强度等级则可以提高节点核心区的承载力。不过对
于承受一定荷载的框架,混凝土强度过高,则梁、柱
的截面尺寸就会减小,混凝土的抗剪截面也相应减小,
在一定配箍率下,其抗剪承载力会有所下降,对其抗
震性能反而不利。钢筋的变形直接影响结构的延性,
为使结构在产生塑性铰时有良好的变形能力来吸收或
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。
•
第四,在承受动力作用(如振动、地震、爆炸等)情况下,能
减小惯性力,吸收更大动能,降低动力反应,减轻破坏程度,防
止结构倒塌以及有利于修复。
•
第五,延性结构的后期变形能力,可以作为各种意外情况时
消耗能量,应该使用延展性较好的钢筋。
2.轴压比
• 柱的轴压比是影响框架结构延性的重要因素。柱的 延性随轴压比增大而减小,轴压比超过界限值将发生 小偏压脆性破坏。在抗震设计中应该控制柱的轴压比 不超过限值,使其发生大偏压破坏并有较高的延性。 规范规定,对于框剪相应于一、二、三级抗震时,轴 压比限值分别为0.7、0.8、0.9。这里规定的轴压比限值 是指柱轴压比设计值与柱轴压比承载力设计值的比值。
结构才达到破坏。
(2)梁柱的延性设计
应遵循的原则: 1)“强剪弱弯”设计原则——控制构件的破坏形态 2)梁、柱剪跨比限制 3)梁、柱剪压比限制 4)柱轴压比限制及其它措施 5)箍筋 6)纵筋配筋率
1)“强剪弱弯”设计原则——控制构件的破坏 形态
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。
抗震等级 一 二
三
轴压比限值 0.7 0.8 0.9
5)箍筋
•
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
寸的要求。
4)柱轴压比限制及其它措施
•
轴压比μN指柱有地震作用组合的柱轴压力设计值
N与柱的全截面面积Ac和混凝土轴心抗压强度设计值fc
乘积的比值, (bc、hc分别为柱截面的宽度和高度)。
•
框架柱在竖向荷载与地震作用下的轴压比宜满足
表1的规定。若不满足,可加大截面尺寸或提高混凝土
强度等级。
表1 柱轴压比限值
的安全储备。
• 此外,结构的延性是建筑物遇到意外超载、碰撞、爆炸和基础 沉降等引起超过设计预计的内力和变形是而不突然倒塌的保证。
(5)影响延性的因素
•
1.材料强度
•
2.轴压比
•
3.箍筋的构造要求
•
4.纵向钢筋的配筋率和钢筋的屈服强度
•
5.剪跨比
1.材料强度
•
混凝土强度直接影响结构抗剪承载力,特别是节
现代结构工程
结构延性
根据震害以及近年来国内外试验研究资料, 延性框架设计时应注意以下几点:
• (1)“强柱弱梁”设计原则—控制塑性 铰的位置。
• (2)梁柱的延性设计。 • (3)“强节点弱构件”设计原则。 • (4)延性结构的优越性。 • (5)影响延性的因素。
(1)“强柱弱梁”设计原则—控制塑性铰的位置
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x/h0和ρmax作出了规定。 同时,框架梁还应满足最小配筋率的要求。
•
而为了避免地震作用下框架柱过早地进入屈服阶
段,增大屈服时柱的变形能力,提高柱的延性和耗能
能力,全部纵向钢筋的配筋率不应过小。
(3)“强节点弱构件”设计原则
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。
(4)延性结构的优越性
•
第一,破坏前有明显预兆,破坏过程缓慢,减少财产损失,
2)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。
比如,柱的剪跨比 (M、V分别是截面承受的弯 矩、剪力值,hc为柱截面高度)。试验研究发现,剪 跨比λ≥2的柱属于长柱,只要构造合理,通常发生延性 好的弯曲破坏;当剪跨比1.5≤λ<2的柱为短柱,柱子将 发生以剪切为主的破坏,当提高混凝土强度等级或配 有足够的箍筋时,也可能发生具有一定延性的剪压破 坏;而当剪跨比λ<1.5时为极短柱,柱的破坏形态是脆 性的剪切斜拉破坏,几乎没有延性,设计中应当避免。
•
由于节点区的受力状况非常复杂,所以在结构设
计时只有保证各节点不出现脆性剪切破坏,才能使梁、 柱充分发挥其承载能力和变形能力。即在梁、柱塑性
铰顺序出现完成之前,节点区不能过早破坏。
•
实际设计中,为了保证框架结构的延性,《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进行内力调整,并依据
3)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
对构件的破坏形态有很重要的影响。根据剪跨比可以
将柱分为长柱、短柱、极短柱。大量试验表明:长柱
时,单调荷载特别是低周反复荷载作用下一般发生延
性较好的弯曲破坏,而短柱则一般发生在延性较差的
斜截面收件破坏,脆性破坏较矩形显著。
•
在地震作用下,框架中塑性铰可能出现在梁上,
也可能出现在柱上,但是不允许在梁的跨中出铰。梁
的跨中出铰将导致局部破坏。在梁端和柱端的塑性铰,
都必须具有延性,才能使结构在形成机构之前,结构
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。塑性铰首先出现
• 随着纵筋率和钢筋的屈服强度的提高,混 凝土相对受压区高度增大,截面延性降低。但 混凝土受压区配置受压钢筋,可以减少相对受 压区高度,改善构件的延性。因此应该限制纵 向受拉钢筋的配筋率和高强钢筋的使用,以保 证结构有足够的延性。
5.剪跨比
•
剪跨比反映了构件截面承受的弯矩与剪力的相对
大小。是影响梁、柱极限变形能力的主要因素之一,
在柱中,当某薄弱层柱的上下端均出现塑性铰时,该
层就成为几何可变体系,而引起上部结构的倒塌。这
种结构破坏时只跟最薄弱层柱的强度和延性性能有关,
而与其它各层梁柱的承载能力和耗能能力均没有发挥
作用。强柱弱梁型结构,塑性铰首先出现在梁中,当
部分梁端甚至全部梁端均出现塑性铰时,结构仍能继
续承受外荷载,而只有当柱子底部也出现塑性铰时,
因而可采用偏小的计算安全可靠度。
•
第二,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。
而这些因素在设计中一般是未予考虑的,因此延性材料的后期变
形能力可作为出现上述情况的安全储备.
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第三,有利于实现超静定结构的内力充分重分布。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,