钢筋混凝土框架结构延性设计

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发布时间：2021-09-13

资料介绍

钢筋混凝土框架结构延性设计
蔡龙杜宏彪。金仁和
(1．广东石油化工学院建筑工程学院，广东茂名 525000；
2．深圳大学土木工程学院，广东深圳518060)
术
[摘要] 介绍了结构延性的概念，分析了结构延性的意义，总结了钢筋混凝土框架结构的设计原则。从梁、柱以及节
点三个方面对钢筋混凝土框架结构的延性设计做了较系统的综述和讨论，以供工程设计参考。
[关键词] 框架结构；结构延性；抗震设计
[中图分类号] TU318 【文献标志码] A [文章编号] 1001—523X(2011)07—0003．04
DUC1]【】[J Y I)】E IGN oF E】NFIDRCE CoNCI TE 蝴SRUCrl E
[Abstract]
[Keywords]
Cai Long Du Hong-．biao Jin Ren·-he
The conceptiong of sructural ductility is presented，the important measure sructural ductility is analyzed
， and the
design principle of reinforce concrete frame sructure is summarized．In this paper，ductility design of reinforce
concrete frame structure are systematically collected，summarized and discussed based on the ductility of frame
column，beam and joint，serve as reference for practical engineering design．
frame sructure；sructural ductility；seismic design
框架结构是由梁、柱组成的结构体系，其建筑平面布置
灵活，易于满足建筑物设置大空间、改变平面使用功能的要
求，在工业与民用建筑中应用广泛，目前我国多高层建筑中，
钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式之一。在地震区，
结构不仅应具有足够的承载力和刚度，还要有良好的延性，
即在遭遇罕遇地震作用时，结构进入塑性阶段，在塑性变形
过程中吸收和耗散地震能量，以塑性变形抵抗地震作用，不
致倒塌。通过合理的设计，钢筋混凝土框架结构可以获得良
好的延性，即所谓的“延性框架”，它具有较好的抗震性能。
因此在多高层建筑中，钢筋混凝土框架结构是一种较好的结
构体系。
1 结构延性的概念
结构延性是指结构在承载力无明显降低的前提下发生
非弹性变形的能力，是结构塑性变形能力大小的一种性能。
如果结构超越弹性极限后直至破坏所发生的变形量大，表明
其延性好；如果结构超越弹性极限后随即破坏，表明其延性
差，这种破坏称为脆性破坏。
图1所示，结构弹性状态是指外荷载与结构位移成线性
关系的状态；当结构中某些部位出现塑性铰后，荷载与位移
+基金项目：广东石油化工学院青年创新人才培育项目(2009yc05)
收稿日期：2011—04—05
作者简介：蔡龙(1976．)，男，海南万宁人，硕士研究生，讲师，从事
结构工程方向的教学与科研工作。
将呈现非线性关系；当荷载增加很少而位移迅速增加时，可
认为结构“屈服”；当承载能力明显下降或者结构处于不稳定
状态时，认为结构破坏，达到极限位移。结构延性一般用顶
点位移比 =△ ／,4 表示。
P f ／ f
f ／／
f ／／／
f 7 J
『 f f
P
P
O
图1 结构的延性
2 结构延性的意义
图2所示为弹塑性结构和相应的弹性结构的荷载一位
移曲线。研究结果表明，在低频结构中，同一个地震波作用
下的弹性与弹塑性结构的位移反应相近，如图(a)，令△ =
△ (△ 、△ 分别为弹性结构荷载P 和弹塑性结构荷载P 相
应的位移)，根据几何比例关系可得，P ／P =1／g。，其中，。
=△ ／'4 是弹塑性结构塑性位移与屈服位移之比，即结构的
延性。在中频结构中，二者在同一个地震波作用下吸收的能
量相近，如图(b)所示，不同方向的阴影线分别表示两种结构
吸收的能量，根据面积相等原则可以得，P ／P ：1／
、／芝。大多数结构属于中、低频结构。图(c)表示P ／
P 与△ ／△ 的函数关系。