延性框架結構的設計要點是什麼

1樓：茫茫人海一亮星

延性框架結構的設計要點是什麼？鋼筋混凝土框架結構是最常用的結構形式。結構抗震的本質就是延性,提高延性可以增加結構抗震潛力,增強結構抗倒塌能力。

為了利用結構的彈塑性變形能力耗散**能量,減輕**作用下結構的反應,應將鋼筋混凝土框架結構設計成延性框架結構。鋼筋混凝土結構的各類構件應具有必要的強度和剛度.框架能維持承載能力而又較大塑性變形的結構。

設計原則裡，需做到「強柱弱樑」，「強剪弱彎」，強節點、強錨固。

2樓：冰雪中de靈魂

牆柱弱樑，

強剪弱彎，

強核心區，強錨固

區域性加強

3樓：想個破名好麻煩

延性框架：

框架能維持承載能力而又較大塑性變形的結構。設計原則裡，需做到「強柱弱樑」，「強剪弱彎」，強節點、強錨固。特點，發生延性破壞時有明顯徵兆有利於人生安全，抗震效能好.

4樓：匿名使用者

鋼筋混凝土框架結構是最常用的結構形式。結構抗震的本質就是延性,提高延性可以增加結構抗震潛力,增強結構抗倒塌能力。為了利用結構的彈塑性變形能力耗散**能量,減輕**作用下結構的反應,應將鋼筋混凝土框架結構設計成延性框架結構。

鋼筋混凝土結構的各類構件應具有必要的強度和剛度，並具有良好的延性效能，避免構件的脆性破壞，從而導致主體結構受力不合理，**時出現過早破壞。因此，可以採取措施，做好延性設計，防止構件在**作用下提前破壞，並避免結構體系出現不應有的破壞。參考文獻：

1 前言

在現代房屋結構設計中，延性研究越來越顯得重要，鋼筋混凝土結構延性的研究是塑性設計方法和抗震設計理論發展的基礎。所謂延性是指材料、構件和結構在荷載作用下，進入非線性狀態後在承載能力沒有顯著降低情況下的變形能力。描寫延性常用的變數有：

材料的韌性，截面的曲率延性係數，構件或結構的位移延性係數，塑性鉸轉角能力，滯回曲線，耗能能力等。試驗和非線性計算分析表明：構件的結構的破壞由受拉鋼筋引起的，常表現出良好的延性，如適筋樑、大偏心受壓柱等；而破壞由混凝土拉斷、剪壞和壓潰控制的常表現為脆性，如素混凝土板、超盡樑、**作用下剪下破壞的短柱等。

對於建築結構系統來說，一方面，鋼筋混凝土構件的功能依賴於整體結構系統功能，任何構件一旦離開整體結構，就不再具有它在結構系統中所能發揮的功能；另一方面，構件又影響整體結構系統的功能，任何構件一旦離開整體結構，整體結構喪失的功能不等於該構件在結構系統中所發揮的功能，可能更大，也可能更小。在**作用下，有可能由於部分構件的破壞乃至退出工作，整個結構體系會因此破壞，這裡的部分構件包括了結構構件以及非結構構件。

在**作用下，混凝土結構或構件的破壞可分為脆性破壞和延性破壞兩種，其中脆性破壞的危害時非常大的，設計上是一定要避免的，而延性破壞時指構件承載力沒有顯著降低的情況下，經歷很大的非線性變形後所發生的破壞，在破壞前能給人以警示。鋼筋混凝土結構的各類構件應具有必要的強度和剛度，並具有良好的延性效能，避免構件的脆性破壞，從而導致主體結構受力不合理，**時出現過早破壞。因此，可以採取措施，做好延性設計，防止構件在**作用下提前破壞，並避免結構體系出現不應有的破壞。

2 延性設計的重要性

目前，結構抗震設計的基本原則是：「小震不壞，中震可修，大震不倒」。如果把建築物設計成在強烈**作用下仍呈彈性反應，那麼建築物的造價將是十分昂貴的。

把建築物設計成在強烈**作用下呈非線性反應，進入屈服狀態，靠結構的延性耗散**能量，從而度過災難而不倒塌，建築物的造價比前者大大降低。此外，結構的延性也是建築物遇到意外超載、碰撞、**和基礎沉降等引起超過設計預計的內力和變形是而不突然倒塌的保證。

在實際工程中進行延性設計有重大的意義，可從延性結構的優越性加以說明：

第一,破壞前有明顯預兆，破壞過程緩慢，確保生命安全，減少財產損失，因而可採用偏小的計算安全可靠度。

第二,出現非預計荷載，例如偶然超載，荷載反向，溫度升高或基礎沉降引起附加內力等情況下，有較強的承受和抗衡能力。而這些因素在設計中一般是未予考慮的，因此延性材料的後期變形能力可作為出現上述情況的安全儲備。

第三,有利於實現超靜定結構的內力充分重分佈。延性結構容許構件的某些臨界截面有一定的轉動能力，形成塑性鉸區域，產生內力重分佈，從而使鋼筋混凝土超靜定結構能夠按塑性方法進行設計，得到有利的彎矩分佈，使配筋合理，節約材料，而且便於施工。

第四,在承受動力作用（如振動、**、**等）情況下，能減小慣性力，吸收更大動能，降低動力反應，減輕破壞程度，防止結構倒塌以及有利於修復。

第五,延性結構的後期變形能力，可以作為各種意外情況時的安全儲備。

結構抗震的本質就是延性，用受彎構件來說舉例：隨著荷載增加，首先受拉區混凝土出現裂縫，表現出非彈性變形。然後受拉鋼筋屈服，受壓區高度減小，受壓區混凝土壓碎，構件最終破壞。

從受拉鋼筋屈服到壓區混凝土壓碎，是構件的破壞過程。在這過程中，構件的承載能力沒有多大變化，但其變形的大小卻決定了破壞的性質。

3 影響構件延性的因素

３.１縱向鋼筋配筋率

試驗表明，當樑縱向受拉鋼筋配筋率很高時，在彎矩達到最大值時，彎矩——曲率曲線很快出現下降；當配筋率較低時，彎矩達到最大值後能保持相當長的水平段，因而大大提高了樑的延性和耗散能量的能力。理論上，當樑的縱向配筋率取為平衡配筋率時，縱向受拉鋼筋屈服與壓區混凝土壓碎同時發生，截面延性係數為零。因此，應限制縱向受拉鋼筋配筋率，保證構件具有足夠的延性。

混凝土受壓區配置受壓鋼筋，可以減少相對受壓區高度，改善構件延性。

３.２約束構件延性

在受壓構件或壓彎構件中配置封閉式箍筋、螺旋筋等密排橫向鋼筋，可以限制混凝土的橫向變形，提高構件的承載力和極限變形能力，使得混凝土構件在極限荷載下具有良好延性效能。

箍筋對構件延性的貢獻，取決於箍筋的形式和體積配箍率。不同形式的箍筋對核心區混凝土的約束作用時不相同的，螺旋箍筋對核心區混凝土產生均勻分佈的側向壓力，使混凝土處於三向受壓狀態，矩形箍筋只對角隅處混凝土產生有效的約束，側面混凝土有外凸的趨勢，約束作用降低。因此配有螺旋箍筋的構件，其延性好於配有矩形箍筋的構件。

３.３構件的破壞型別

以砼框架結構為例，截面的破壞形態有剪下破壞、彎曲破壞、小偏心的受壓破壞，大偏心的受壓破壞。但按受力特點可分為兩類：受壓破壞和受拉破壞。

其中彎曲破壞和大偏心受壓破壞屬於受拉破壞，剪下破壞和小偏心受壓破壞屬於受壓破壞。受拉破壞是由受拉鋼筋屈服引起的破壞，受拉鋼筋進入屈服階段形成塑性鉸，在截面完全破壞達到承載力極限狀態前，要經歷較大的塑性變形才達到承載力極限狀態，由於形成了塑性鉸，截面塑性變形引起截面裂縫急劇開展和變形急劇增加，而後混凝土才達到極限壓應變壓碎，到達承載力極限狀態，截面破壞階段能給人以明顯的破壞預兆，具有延性破壞的性質；受壓破壞是由受壓砼壓碎引起或斜截面控制的破壞，破壞過程中未形成塑性鉸無明顯的塑性變形，不能給人以明顯的破壞預兆，由於這種破壞帶有一定的突然性，具有脆性破壞的性質。當結構中截面出現受壓破壞時，塑性變形小，結構延性差；當結構中截面出現受拉破壞時，塑性變形大，結構延性好。

4 鋼筋混凝土結構的延性保證

鋼筋混凝土結構中鋼筋的塑性變形效能、混凝土的韌性及鋼筋與混凝土的粘結錨固效能對結構的延性影響較大，在材料的選用上要考慮這些因素。構件的縱筋易選用延伸率較大、與混凝土粘結效能好的ⅱ、ⅲ級鋼筋。採用冷拉鋼筋、高強鋼筋(絲)和鋼絞線等延伸率較低的鋼筋配製預應力混凝土結構，只要適當配置熱軋非預應力鋼筋、保證配筋指數不超過一定限制和適當提高箍筋構造要求，結構的延性也可滿足抗震要求。

混凝土的強度和施工質量對鋼筋的粘結錨固至關重要，而只有避免鋼筋與混凝土的粘結錨固失效才能確保結構的延性。因此，為確保鋼筋與混凝土的粘結，規範規定：一級抗震的框架要求混凝土強度等級不低於c30，其它抗震等級時不低於c20。

c60 和c60以上的高強混凝土本身的韌性降低，對結構的延性不利。

４.１軸壓比限值

柱的軸壓比是影響框架結構延性的重要因素。柱的延性隨軸壓比增大而減小，軸壓比超過界限值將發生小偏壓脆性破壞。在抗震設計中應控制柱的軸壓比不超過限值，使其發生大偏壓破壞並具有一定延性。

規範規定，對於框架柱相應於

一、二、**抗震時，軸壓比限值分別為0.7、0.8、0.9。這裡規定的軸壓比限值係指柱軸壓力設計值與柱軸壓承載力設計值得比值。

４.２筋的構造要求

樑的延性隨截面受壓區高度減小而增大，一般截面受壓區高度χ=0.35∶0.20ho時，位移延性係數相應為3～4。

所以規範規定，一級抗震等級時，χ≤0.25ho，二、**抗震等級時，χ≤0.35h0，並且要求受壓鋼筋與受拉鋼筋之比控制在一定範圍內，即a' s≥0.

5as（一級抗震），a' s≥0.3as（二級抗震）。為防止過多的縱向受拉鋼筋在**中使樑產生粘結劈裂破壞，規範還規定ρs≤2.

5%。在**作用下，樑的反彎點變化很難準確預計，所以應有足夠數量的鋼筋貫通樑的上、下部。同時將樑的最小配筋率比非**作用時的規定予以提高。

為防止**作用下柱子少筋脆性破壞和超筋粘結劈裂破壞，柱的縱向配筋率不得少於0.8%、0.7%、0.

6%、0.5%、（相應於

一、二、三、四級抗震等級），角柱的上述限值相應提高0.1%；柱的縱向配筋率最大間距不宜超過200 mm。

４.３箍筋的構造要求

箍筋不僅提供構件和節點的抗剪能力，確保「強柱弱樑」和「強節點」設計目標的實現，同時還對樑、柱塑性鉸區混凝土和受壓鋼筋提供約束作用，延緩塑性鉸的破壞過程，從而改善結構的延性和耗能能力。樑和柱的剪下破壞區和彎壓塑性鉸區均發生在構件的兩端，因此應對構件兩端的箍筋加密設定。加密區的構造要求包括加密區的長度、箍筋最小直徑、最大間距和最小體積率的規定。

同時規範還規定了箍筋延構件全長的最小體積率以及節點的最小體積率。其中柱加密區和節點的箍緊最小體積率除與抗震等級有關外，還與柱的軸壓比和箍筋的型別有關。抗震等級高要求的最小體積率高、軸壓比高要求的最小體積率高，採用普通箍筋比採用螺旋箍筋要求的體積率高。

對於一級抗震的角柱在**作用下可能伴隨扭轉作用，hn/h 小於4 的框架柱可能產生剪下破壞，這兩種情況需要在全長加密箍筋。可見箍筋的構造規定是保證「大震不倒」設計目標實現的最重要的措施。

5 結語

從鋼筋混凝土結構的抗震設計基本原則，到結構抗震承載力和變形驗算以及抗震構造措施的制定，都離不開對結構和構件延性的深入研究。更好的研究它和應用它，使建築物既能達到國家抗震設計標準，又能夠符合經濟合理的原則。

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