钢筋混凝土结构抗震承载力及延性的探讨
钢筋混凝土构件的延性与抗震
机性，结构或构件承受的地震作用实质上是一种反复
施加的荷载。要了解结构的抗震性能，最理想的试验
条件是利用模拟地震振动台进行动力试验，由于振动
台试验设备昂贵、技术复杂，因而大量的结构抗震试
验还是利用低周反复静力加载的方法来模拟地震作用。
低周反复加载试验的目的就是研究结构或构件在地震
作用下的强度、刚度、延性和耗能能力。目前，采用
10.2.5耗能能力评价
基于能量观点，结构的延性抗震设计允许结构部分构件
在预期的地震动下发生反复的弹塑性变形循环，在保证结构
不发生倒塌破坏的情况下，通过部分构件的滞回延性，消耗
地震能量。
(1)等效粘滞阻尼系数
结构构件吸收和消耗能量的能力,可由滞回曲线所包围的
面积和形状来衡量,由下式可求得等效粘滞阻尼系数 35)
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。
10.2.2低周反复加载试验的加载制度
地震在发生的时间、空间和强度上都有很大的随
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；
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]。
钢筋混凝土框架结构抗震延性设计要求
钢筋混凝土框架结构抗震延性设计要求钢筋混凝土框架结构是一种常见的建筑结构系统，其地震性能是非常关键的，而抗震延性是钢筋混凝土框架结构的一个重要设计要求。
抗震延性是指结构在地震荷载作用下，能够发挥一定的变形能力，从而将地震能量以合理的方式耗散掉，降低破坏和损伤的程度。
以下是钢筋混凝土框架结构抗震延性设计的主要要求和原则。
1.设计强度要求：在进行抗震延性设计时，首先需要满足结构的强度要求，确保结构在地震荷载作用下能够承受足够的弯矩、剪力和轴向力。
强度的设计应符合国家规范的要求，保证结构在地震作用下不发生严重的破坏。
2.延性要求：延性是指结构在地震作用下能够有一定的变形能力，从而耗散地震能量。
钢筋混凝土框架结构的抗震延性设计要求结构具有足够的延性，能够承受地震时的大位移和变形，减少结构的刚性反应，降低地震作用所引起的内力和应力。
3.抗震设计刚度：在设计过程中，需要对结构的刚度进行合理的控制。
过刚的结构容易发生脆性破坏，而过软的结构则容易发生塑性破坏。
通过控制结构的刚度，能够在一定程度上提高结构的延性和抗震性能。
4.塑性铰的形成和能量耗散：由于钢筋混凝土框架结构材料的非线性特性，设计时通常会考虑结构发生塑性变形。
为了保证结构的抗震延性，需要合理设置塑性铰，通过其形成和变形来吸收地震能量。
塑性铰的设置需要考虑材料的延性和变形能力，以及结构的布局和构造形式。
5.剪力墙的合理设置：剪力墙是一种能够提供较高延性和抗震性能的结构构件。
在设计中合理设置剪力墙，能够提高结构的抗震延性和整体稳定性。
剪力墙的位置、厚度和布局应根据地震作用的大小和方向进行确定。
6.连接节点的设计：连接节点是结构中容易形成塑性变形的部位，也是结构抗震延性的重要组成部分。
连接节点应设计合理，并采用适当的构造措施，确保其在地震作用下能够承受较大的变形和能量耗散，避免发生脆性破坏。
7.构件的延性设计：钢筋混凝土框架结构中的构件延性也是影响结构整体延性的因素之一、梁、柱和楼板等构件在设计过程中需要考虑其延性和变形能力，确保其在地震荷载下具有较好的性能。
钢筋混凝土构件的延性与抗震
(3)控制作用力和控制位移的混合加载
混合加载法是先控制作用力分级加载至构架屈服，构件屈 服后再采用位移控制，常取屈服位移的倍数逐级加载，直至构 件破坏。如图10-18所示。
10.2.4钢筋混凝土构件恢复力特征曲线模型
钢筋混凝土构件恢复力特征曲线随着材料性能、加载方式等因素
而变化，因而比较复杂，要想寻找一个能完整地反应这些特点的 恢复力模型是极其困难的。因此，只能将骨架曲线理想化，以试 验为依据用分段线性方式加以简化，即采用分段折线作为恢复力 模型。对于钢筋混凝土结构及构件，最基本的恢复力模型是双线 型和三线退化型(如图10-33所示)。
(1)控制作用力加载
控制作用力的加载方法是通过控制施加 于构件上的作用力的大小来实现低周反复加 载的要求，控制作用力的加载制度如图10-16 所示。可用来研究构件承载力特征，实践中 很少用于研究构件恢复力特征。
(2)控制位移加载
控制位移加载是目前结构抗震性能试验研究中使用较多的一种 加载方案。该方案在加载过程中以位移为加载控制值，当试件有明 确的屈服点时，可用屈服位移的倍数加以控制，当试件不具有明确 屈服点时，可根据需要制定一个位移标准控制试验加载。 在控制位移情况下，又可分为变幅加载和等幅加载两种类型,分 别如图10-17所示。当对某种试件性能缺乏了解，需要通过试验来探 讨其强度变形和耗能能力时，可采用变幅加载方案。等幅加载方案 常用于构件承载力的降低，刚度退化规律，耗能能力和延性特征。
钢筋混凝土剪切构件滞回曲线如图10-8c所示。 滞回曲线表现出明显“捏缩”现象，呈现反S形。 这是因为剪切构件延性差，一旦出现斜裂缝，随 加载循环次数增加，刚度急剧退化，表明构件受 到较大的剪切变形影响。另外，受弯构件或弯剪 构件，加载后期钢筋出现粘结滑移时滞回曲线也 会呈反S形。 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。
浅述钢筋混凝土结构延性设计
１ ． 结构抗震延性设计概述及要点 结 构延 性是指钢 筋混凝土构件 和结构在屈 服开始到达 最大 承载力或 者承载 能力还 没有 明显下 降期 间的塑 性变形能 力。提高延性可 以增加结 构抗震潜 力，增 强结 构抗倒 塌能力。 抗 震延 性设计要 点主要包括 ：应保证结 构体系受力 明确 ．地震作用 传递 途径合 理 ；结构 应具备必 要 的抗 震承载 力 （ 如 抗剪 、弯、压、扭 能 力） 、良好的变形 能力 （ 如塑性 ） 和消耗地 震能量 的能力 （ 具有好 的延性 及 阻尼 ） ；对于结 构的薄弱部位应采取有效的措施予 以加强 ；具有多道抗 震 防线 ：结构平面 上两个主 轴方 向的动力特性宜 相近具有合理 的刚度和 强度分 布 ，避免 因局部削弱 或突变形成 薄弱部位 ，产 生过大 的应力集 中
或塑形变形集 中。
区不 发生过 早剪切破坏 的主要措施 是在节点 区配置箍筋 ，同时 ，在施工 阶段保证节 点区混 凝土密实性也 是十分 重要的。 梁柱节 点 区 的剪 力 大小与 梁端 、柱端 内力有关 。抗 震设计 时应 当 要 求在 梁端 出现 塑性 铰 以后 ，节点 区仍不 出现 剪切 破坏 。因此 节点 区 剪力设 计值 可 由梁 端达 到屈 服时 平衡 条件 计算 。在 设计 时 ，除 ９ 度 设 防结构 及一 级抗 震 的纯框 架梁 柱节 点 以外 ，一 、二 级抗震 的梁 柱节 点 核 心 区剪力设 计值 ｖ ， 可 以用节点 左、右 两边 梁的设 计弯矩计 算 ，公 式 如下：
谈钢筋混凝土框架结构抗震性能论文
建筑职业技术学院建筑抗震设计论文班级:监理11-3学好:1140113328:XXXXXXXX建筑工程管理学院浅谈钢筋混凝土框架结构抗震设计论文摘要：我国是一个地震多发国家，因此对建筑的抗震性能要求较高。
钢筋混凝土框架结构由于整体性能好、抗震性能强等优势，从而得到了广泛的应用。
文章就如何在施工中提高钢筋混凝土框架结构抗震性能进行了阐述。
20世纪90年代以后，随着我国钢材量的不断提高，钢一混凝土组合结构在建筑行业得到了迅速发展，建筑造型和建筑功能要求日趋多样化。
框架结构是采用梁、柱等杆件刚接组成空间体系作为建筑承重骨架的结构。
屋盖、楼板上的荷载通过板传递给梁，由梁传递到柱，由柱传递到基础。
框架结构的墙体全部为自承重墙，只起分隔和围护作用。
随着社会的发展,钢筋混凝土框架结结构的建筑物越来越普遍. 在我们周围有很多这样的建筑物，例如一些办公大楼、小型住宅等2008年的汶川I地震造成倒塌房屋超过500万间，死亡人数近7万人，多数遇难人员是因为房屋倒塌造成的。
汶川震深刻地揭示，90％以上的地震灾害的直接或间接损失是由地震对建筑物、构筑物破坏性造成的，这次地震又一次使工程技术员感到抗震性能的重要性。
血的教训提醒人们，抗震设计不可掉以轻心，如有失误就会付出沉重的代价。
因此，在施工中要有意优化结构抗震性能。
不管是08年的汶川地震，还是去年4月的地震，灾后重建工作首先也必先解决灾区人民的住房问题。
曾有专家在汶川地震后对其房屋构造进行调查。
在汶川及其周围受灾地区，大部分钢筋混凝土框架结构房屋是在上世纪90年代以后建造的,凡是严格按抗震设计规设计,施工质量较好的均未出现严重破坏,仅少数框架梁、柱或梁柱节点附近出现轻微的裂缝。
房屋受损表现主要是填充墙体的震害、变形缝处的震害等从地震抗震等级框架结构一、结构的抗震等级钢筋混凝土多高层房屋的抗震设计要求，不仅与建筑重要性和地震烈度有关，而且与建筑结构本身潜在的抗震能力有关。
钢筋混凝土结构延性与抗震设计分析
１ 前 言
弯构件 ， 轴向压 力会减少柱 的延性 。 当塑性铰 出现在梁端 ， 结构延
对地震能具有 吸收和耗散作用 ， 具有较好 的抗震性能。 在 近年来 ， 地壳活 动频 繁， 世 界各 地包括我 国都发生 了多 次强 性较好 ， 进行钢筋混凝土结构延性和抗 震设计 时采用“ 强柱弱梁 ” 措施， 可 地震 ， 给人 民生命财产造成 了巨大损失 。为了增加建筑物 的抗震
强、 弱” 的相对性 ， 就难 以 更加 符合实际的计算模型来估算地 震作用效应 、预 设相应构件 忽视框架柱和框 架梁 的弹塑性线 刚比“ 强柱弱梁 ” 。根据 ５ ． １ ２ 汶 川地震 的灾害调查情况， 在不 同作用下的抗力水平 、 并采取相应 的构造措 施， 才 能促使规 从根本上实现“
力大于框架梁的受弯承载力 。框架柱截面应适当地“ 强” ， 传递荷
汶 川地震后 又发生 了玉树 、 芦县 ， 防震 抗震 已经 成为焦 点 问题 。
根据地 震发生原理： 地 震发生时， 作用于 建筑 结构上 的是一 种低 周期 、 不断进行互变循环 的力 ， 结构 的延 性可 以允许结构 部分发
析， 使其具有足够的强度和 良好的延性 ， 在抗震效果上发挥重要作用。
关键词 ： 钢筋混凝土 ； 结构延性 ； 抗 震 设 计
中图分类号 ： Ｔ Ｕ ９ ７ ３ ￣ ． ３ １
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — １ ６ ７ ５ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ － ０ ０ ２ １ — ０ ３
钢筋 混凝土梁和柱在受到 比 塑性铰会使结构延性破坏 出现 不同的形式， 从 而引起结构坍塌 。 端和柱端塑性铰区。出于材质原 因， 易发生脆性破坏 。所 以在进行 结构梁 、 柱设计 时， 应 通常情况 下， 柱相对于梁具有相对较弱 的延 性， 这 是因为柱是压 较大剪力时 ，
钢筋混凝土结构抗震措施及其原理探讨
【］ｉ Ｂｎ ， ｕｋｒｉ Ｓ ｄ ａ ａ Ａ． Ｓｉｍ ｃ ６Ｌ ｉｇ Ｋ ｌａｎ， ｕ ｈ ｋ ｒ ｅｓ ｉ
ｂ ｈ ｖｏ ｏ ｒ ｉｆｒ ｅ ｃ ｎ ｒｔ ｅ ｔｒｏ ｗｉ ｅ ａ ｉｒ ｆ ｅｎ ｏｃ ｄ ｏ ｃ ｅｅ ｘｅ ｒ ｄｅ ｉ
囵团 匿豳
… ａ
建筑技 术
钢筋 混凝 土结构抗 震措施 及其 原理探 讨
贺 琴
（ 庆 大 学土 木 工 程 学 院 ， 重 重庆 ４ ０ ４ ） ０ ０５
摘 要 ： 筑物抗震 性 能的优 劣主 要取 决 于其吸 能耗 能 能力的 大小 ， 建 即延性 大小 。结合 抗震 规 范 分析 了 旨在提 高结构 延性 的抗震措 施及 其机 理 ， 为深入理 解和 运用 这些措 施提 供 参考 。
１钢筋 混凝 土结构 的抗震 措施 使混 凝 土框架 结构 具有 高延 性 的 “ 能力 设计 措施 ” 为我 国钢筋 混凝 土结 构 的“ 震 即 抗 措施 ” 就我 国现行 的抗 震规 范而 言 ， 震 措 抗 施 主要有 强柱 弱梁 、 强剪 弱弯 、 节点 弱构 件 强 和构 造措 施 。
ｂ ａ — ｏｕ ｉ ｎｓ ｅ ｍ ｃ ｌｍｎ ｏ ｔ ｉ
． ｕ ｎ ｌ ｆ Ｓｒ ｃｕ ａ Ｊ ｒａ ｏ ｏ ｔ ｔｒ ｌ ｕ
形成一侧梁端弯矩为负，另一侧梁端弯矩为 强度 的提高和混凝土强度等级的降低 而增 Ｅ ｇｎ ｅｉｇ ０ ０ ｌ６ １ ：６ ３ ． ｎ ｉｅｒ ．２ １ ，３ （ ）２ — ６ ｎ 延性 正 的局面 ，而 与之相 平衡 的上 下柱 端 弯矩也 大 ， 性能 降低 。 会 很 大 。这 时梁 （ 或柱 ） 通 过钢筋 和 混凝 都会 ２ 以具体 构件 为例说 明抗震措 施 ２１提 高框 架梁延 性 的措 施 ． 土把 大部 分剪 力传人 节点 ，形 成水 平 （ 或竖 向） 剪力 ， 只有少部分传给上、 下柱 （ 或左 右 对 于框架 梁影 响其 延性 的 因素及 保证 高 延 性 的措 施 有 ： 筋配 筋率 Ｐ ①纵 。保证 纵筋 配 梁） 。 中
钢筋混凝土建筑结构抗震中重点加强结构的刚度和延性
钢筋混凝土建筑结构抗震中重点加强结构的刚度和延性摘要：增强结构延性是提高建筑抗震性能的重要措施，所以地震区的建筑结构应设计成延性结构。
为了合理提高抗震结构的延性性能，应对抗震概念设计和构造措施予以重视，合适的概念设计和构造措施对结构的延性起着至关重要的作用。
关键词：抗震设计；建筑结构；耗能；延性1建筑结构抗震延性设计的内涵结构延性是指构件和结构在屈服后，具有承载力不降低或者基本不降低，且具有足够塑性变形能力的一种性能。
结构的延性常常用延性比来表示。
其含义有四层：整体与局部的协同；结构整体延性；构件延性；节点延性。
结构概念设计是指在计算或设计中，对难以做出具体规定的问题，运用力学、材料等相关知识进行概念的分析判断，合理选用材料、结构形式，控制产生塑性铰的顺序和位置并采取相应措施实现通过塑性铰区域的变形，能够有效地吸收和耗散地震能量；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，也就是使地震对结构的作用力减小，以达到提高结构延性合理抗震设计的目的。
地震是经常发生的严重自然灾害，其特点是具有突发性，提前准确预报的几率极低。
我国属于地震多发国家，需要采取抗震设防的地域广大。
对此，加强研究结构的抗震，减轻地震造成的损失极其重要。
在国际抗震理论的影响下，国内从20世纪50年代即开始研究现代抗震设计理论，积累了相当的研究成果和实践应用经验，相继制定了一些规范和标准，如《抗震设计规范》( GB 50011-2001)经过多次修改提高，技术含量达到国际水平，但受国家经济实力的限制，安全可靠度的设置仍低于发达国家。
要切实有效按照现行抗震规范制定的思路进行，应从以下几个方面加强构造处理。
2抗震设计的指导思想地震也分为小震、中震和大震几个震级。
对于偶然性很大的地震荷载，要达到设计强度一定大于结构力是不可能实现的。
受经济能力制约的因素，只能从概率的角度考虑，使建筑结构体在一定概率保证下，可安全正常地发挥作用，这应当是抗震设计的指导思想，即是经常说的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的理念。
钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展
㊃综㊀述㊃钢结构(中英文),38(12),1-26(2023)DOI :10.13206/j.gjgS 23062902ISSN 2096-6865CN 10-1609/TF㊀㊀编者按:当前我国第五代GB 18306 2015‘中国地震动参数区划图“明确了基本㊁多遇㊁罕遇和极罕遇等四级作用的地震动参数确定方法并提高了工程结构抗震设防标准㊂组合结构适应国家新型城镇化建设重大需要,在城市人口密集区域和抗震设防高烈度区域具有广泛应用价值㊂由于钢管混凝土柱存在间接约束以及界面滑移等特性,其抗震能力可进一步挖掘,以提升强震下重要工程结构的安全性,或者在维持相同性能时节约材料用量㊂学者们通过模型试验㊁理论研究以及关键技术研发,所形成的系列成果在工程结构中得到了成功应用㊂为此,‘钢结构(中英文)“杂志特邀丁发兴教授为主编,系统组织了两期(本期及2024年第1期) 组合结构抗震性能与韧性提升 专栏,向读者介绍国内针对钢管混凝土柱㊁钢管混凝土柱-组合梁节点㊁组合框架以及组合框架-筒体结构等方面的最新研究成果,探讨各有效措施对抗震性能的影响规律,以期推动组合结构技术的完善与升级㊂钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展∗丁发兴1,2㊀许云龙1㊀王莉萍1,2㊀吕㊀飞1,2㊀段林利1,2㊀余志武1,2(1.中南大学土木工程学院,长沙㊀410075;2.湖南省装配式建筑工程技术研究中心,长沙㊀410075)摘㊀要:钢-混凝土组合结构因具有抗弯刚度大㊁承载力高㊁延性好和施工便捷等优点,适应国家新型城镇化建设重大需要,在城市人口密集区域和抗震设防高烈度区域应用广泛㊂在提高工程结构抗震设防标准的背景下,研究钢-混凝土组合结构的抗震性能,进一步提升其抗震韧性,建立具有更高韧性的钢-混凝土组合结构抗震设计方法对促进建筑结构实现 双碳 战略目标具有重要意义㊂为此,归纳总结了钢-混凝土组合结构抗震性能的研究进展,包括钢-混凝土组合梁㊁钢管混凝土柱及钢管混凝土柱-组合梁节点的滞回性能试验研究,以及钢-混凝土组合结构体系的拟静力㊁拟动力及振动台试验研究,讨论并比较了各种抗震分析模型及其方法,提出了当前研究存在的一些问题和尚需深入研究的方向㊂基于现有研究成果总结得到:1)组合梁主要依靠钢梁耗能,可采取增大钢梁截面尺寸的措施提高耗能能力㊂钢管混凝土柱主要依靠钢管和混凝土耗能,可采取拉筋增强约束措施直接约束混凝土,使其由脆性向塑性转变从而提高框架柱的耗能能力㊂与其他类型组合节点相比,刚性连接组合节点具有更好的耗能能力㊂2)罕遇地震下框架结构以梁耗能为主,而在超罕遇地震下仍以梁作为主要耗能部件将使工程成本大幅增加㊂由于超罕遇地震发生概率极低,若采取适当的增强约束措施使柱也具备耗能能力并参与耗能,则可在适当增加工程建设成本的同时使结构具有抵抗超罕遇地震的能力,此时组合结构抗震设计理念可由罕遇地震时的 强柱弱梁,梁耗能为主 向超罕遇地震时的 梁柱共同耗能 推进㊂3)基于平截面假定的杆系纤维模型计算软件通常适用于弹性和弹塑性小变形阶段分析,而当组合结构处于塑性大变形阶段时,结构杆件便不再符合平截面假设㊂对强震下组合结构体系的动力响应仿真模拟需要克服弹塑性小变形阶段的假定条件,采用适用于塑性大变形阶段结构分析的混凝土三轴弹塑性本构模型及相应的体-壳元模型是一种有效的途径㊂4)剪力墙结构具有整体性好㊁侧向刚度大等优点,但传统构造下其抗震能力较弱,可通过提升连梁和墙肢等耗能构件的耗能能力以增强结构整体耗能能力,如采用钢-混凝土组合连梁㊁型钢混凝土连梁或合理构造钢板连梁,以及型钢-约束混凝土或钢管混凝土墙肢等㊂5)工程结构在使用阶段面临着诸多灾害考验,传统方法根据不同外荷载进行独立抵抗设计,忽视了多灾害耦合作用机制,使结构综合抗灾性能难以满足使用需求,故建立安全可靠的抗多灾害设计方法和结构体系是结构工程师在防灾减灾领域的一项重大课题㊂关键词:钢-混凝土组合梁;钢管混凝土柱;钢-混凝土组合结构;抗震性能;试验研究∗国家自然科学基金项目(51978664)㊂第一作者:丁发兴,男,1979年出生,博士,教授㊂通信作者:王莉萍,女,1987年出生,博士,副教授,wlp2016@㊂收稿日期:2023-06-290㊀引㊀言中国是世界上地震灾害最严重的国家之一,地震灾害给人类社会活动造成了不可估量的损失㊂大量建筑结构因抗震能力不足而倒塌,造成的人员伤1丁发兴,等/钢结构(中英文),38(12),1-26,2023亡和经济损失使得抗震减灾技术成为结构工程师们面临的主要考验㊂为提高建筑结构的抗震性能,研究者们在结构布置和局部构造等方面展开了大量的研究工作㊂钢-混凝土组合结构因充分发挥了两种材料的力学性能优势,提升了结构的刚度㊁承载力和耗能能力而在高层及超高层建筑结构中得到了广泛应用[1]㊂随着经济社会的发展,工程结构抗震设防标准也在不断提升,研究钢-混凝土组合结构的抗震性能,进一步提升其抗震韧性,建立具有更高韧性的钢-混凝土组合结构抗震设计方法,对促进建筑结构实现 双碳 战略目标具有重要意义㊂组合结构中,钢-混凝土组合梁和钢管混凝土柱的材料利用效率最高,其抗震性能提升明显㊂为此,笔者对国内外相关钢-混凝土组合结构的主要研究成果进行归纳总结,对组合结构抗震性能方面需要进一步深入研究的工作进行展望,以期为后续研究工作提供一些参考和建议㊂1㊀钢-混凝土组合构件及节点抗震性能1.1㊀钢-混凝土组合梁钢-混凝土组合梁由钢梁和混凝土板通过栓钉连接而成,发挥了混凝土的抗压性能和钢材的抗拉性能优势㊂Daniels等[2]对组合框架中的组合梁进行了抗震性能研究,并给出了组合梁的弹塑性分析方法㊂文献[3-5]先后对组合梁进行了低周往复试验研究,结果表明组合梁具有良好的耗能能力和延性,增设腹板加劲肋或增加腹板厚度能明显提高组合梁的极限承载力,改善构件延性㊂Gattesco 等[6-7]㊁Taplin等[8]和Bursi等[9-10]着重研究了剪力连接件对组合梁抗震性能的影响,指出剪力连接件的布置方式直接影响界面滑移量,进而影响组合梁极限承载力㊂国内聂建国等[11]首先进行了6组钢-混凝土叠合板组合梁低周往复荷载试验研究,结果表明钢-混凝土叠合板组合梁的滞回曲线饱满,且存在界面滑移,其剪力连接度直接影响构件正向极限抗弯承载力,而反向极限抗弯承载力则可依据简化塑性方法计算得出㊂此后,蒋丽忠等[12-16]和Ding等[17]先后对低周往复荷载下钢-混凝土组合梁的抗震性能进行了系列试验研究,分别探讨了剪力连接度㊁力比㊁栓钉直径㊁腹板厚度㊁纵向和横向配箍率对组合梁抗震性能的影响规律,并建立了恢复力模型[13]㊂Liu等[18]建立了三维实体-壳元模型,其中钢梁采用壳单元,混凝土采用实体单元,栓钉采用梁单元或弹簧单元,分析结果表明组合梁的抗震能力主要依靠钢梁翼缘,增大钢梁尺寸有利于提高抗震能力,而增大栓钉剪力连接度也有利于提高钢梁的耗能㊂1.2㊀钢管混凝土柱钢管混凝土柱由外钢管内部填充混凝土而成㊂自1965年日本九州大学学者Sasaksi和Wakaba-yashi对方钢管配筋混凝土柱进行拟静力试验后[19],Tomii等[20]也开展了圆钢管混凝土柱拟静力试验研究,表明钢管混凝土柱比钢筋混凝土柱具有更大的极限承载力,更好的延性和耗能能力,以及更小的刚度退化等特点㊂Elremaily等[21]最早根据试验结果和理论分析指出钢管约束作用提升了柱承载力和抗震性能㊂随后有关钢管混凝土柱抗震性能研究越来越丰富,研究者们分别从材料强度㊁轴压比㊁宽(径)厚比和长细比等方面探讨了钢管混凝土柱抗震性能规律㊂在材料强度方面,吕西林等[22]㊁韩林海等[23]和Liu等[24]先后研究了混凝土强度对钢管混凝土柱抗震性能的影响规律,结果显示随着混凝土强度的提升,试件初始刚度略有增大,极限承载力也有所提高,但其延性和耗能能力均下降,且刚度退化加快㊂游经团等[25]和Yadav等[26]的试验结果表明:增大钢管屈服强度能够明显提升极限承载力,但对初始抗弯刚度几乎无影响㊂Varma等[27-28]探讨了钢材强度对柱抗震性能的影响规律,低轴压比下柱的延性系数随钢材强度的增大而降低,而当轴压比较大时,该规律并不明显㊂在轴压比方面,吕西林等[22]㊁Liu等[24]㊁游经团等[25]㊁Varma等[27-28]㊁张春梅等[29]㊁李学平等[30]㊁李斌等[31]㊁聂瑞锋等[32]和Cai等[33]通过试验研究发现,轴压比是影响柱抗震能力的直接因素,增大轴压比导致水平承载力㊁延性和耗能能力下降,刚度退化明显㊂在宽(径)厚比方面,吕西林等[22]㊁Liu等[24]㊁Yadav等[26]和李学平等[30]的试验表明,试件水平极限承载力随着宽(径)厚比增大而降低㊂Varma 等[27-28]㊁李斌等[31]和余志武等[34]指出,提高宽(径)厚比可使其延性系数下降㊂聂瑞锋等[32]和Matsui等[35]指出,宽(径)厚比越大,耗能能力越弱㊂在长细比方面,李斌等[31]㊁聂瑞锋等[32]和邱增美等[36]通过试验研究表明,随着长细比的增加,钢管混凝土柱初始刚度明显降低,刚度退化加快,水平2钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展承载力和耗能能力变弱,延性系数也明显下降,当长细比达到一定值时延性系数下降更快㊂为加强大宽(径)厚比钢管对混凝土的约束作用而提升其抗震性能,学者们陆续提出了诸多约束措施,如在柱端部焊接钢板或角钢[37],包裹纤维复合材料[38],设置约束拉杆[39]㊁栓钉[40]㊁加劲肋[41]或斜拉肋[42]等局部加强措施,如图1a ~1g 所示,这些局部加强构造一定程度上延缓了柱端塑性铰的形成与发展㊂a 钢板约束;b 角钢约束;c 纤维复合材料约束;d 拉杆约束;e 栓钉约束;f 加劲肋约束;g 斜拉肋约束;h 内拉筋约束㊂图1㊀各种约束方式下的钢管混凝土柱由于钢管对混凝土的约束作用为间接被动约束,丁发兴[43]在比较各种约束方式后提出了内拉筋约束钢管混凝土柱技术,如图1h 所示,并揭示了内拉筋直接约束混凝土的工作原理㊂此后,丁发兴课题组开展了端部拉筋钢管混凝土柱抗震性能试验研究,截面形式包括矩形[44]㊁圆形[45]㊁椭圆形[46]㊁圆端形[47]等,探讨了拉筋与钢管内表面接触方式的影响[48],试验结果表明,实际轴压比高达0.8的超高轴压比钢管混凝土柱仍呈现延性破坏,且钢管混凝土柱塑性铰展现出小偏压和大偏压两个阶段,其韧性得到进一步提升㊂同时,课题组基于体-壳元模型进行了有限元模拟,其中混凝土采用实体单元,钢管采用壳单元,拉筋采用杆单元,分析结果表明,压弯荷载下拉筋具有降低界面滑移㊁直接约束混凝土以及促进钢管抗弯等效果,从而提高抗弯刚度㊁承载力和耗能能力,其中拉筋大幅度提高了混凝土的耗能能力[49]㊂1.3㊀钢管混凝土柱-组合梁节点作为钢-混凝土组合结构的关键传力部位,组合节点的剪力主要通过钢梁腹板传递,其次通过节点区混凝土和钢管壁间的黏结力和摩擦力传递,而弯矩则主要由加强环板㊁内隔板等构件传递[50]㊂现有节点试验不少是以钢管混凝土柱和纯钢梁的连接为研究对象,而相关组合框架及组合节点的试验研究结果表明,钢梁与楼板在进入弹塑性阶段之后仍能发挥明显的组合效应[51],这种组合效应能显著提高结构的刚度㊁强度及耗能能力,抑制钢梁上翼缘屈曲,增强钢梁的稳定性[52]㊂另外,当节点区域受正向弯矩作用时,楼板与钢梁的组合效应更为显著[53-54],楼板的存在将使中性轴上移,导致钢梁下翼缘应变明显增大,从而促使下翼缘更易发生屈服及破坏,降低组合梁的转动能力[55]㊂鉴于钢筋混凝土楼板对节点区域及结构体系具有重要影响,笔者仅对考虑楼板的组合节点抗震性能试验进行梳理㊂组合梁节点及框架试验表明负弯矩区钢梁下翼缘由于受压易过早出现局部屈曲和失稳的问题,李杨等[56]在普通组合梁负弯矩区下翼缘增设一块混凝土板,开展了钢-混凝土双面组合梁节点的抗震性能试验,与普通组合梁节点相比,双面组合梁节点具有更高的刚度和承载力,但在刚度退化㊁延性系数和耗能能力等方面无明显优势㊂在削弱式节点方面,Xiao 等[57]和Li 等[58]对带楼板的狗骨式节点进行了拟静力试验,结果表明,减小梁截面可促进削弱区域塑性铰的形成,有效避免节点核心区焊缝撕裂㊂在传统刚性节点方面,聂建国课题组先后完成了内隔板式节点[59]㊁栓钉内锚固式节点㊁外隔板式节点[60]和内隔板贯通式节点[61]的拟静力试验研究㊂研究发现:内隔板式节点表现出较强的极限承载能力,但其位移延性系数低;而栓钉内锚固式节点具有较强的变形能力,但极限承载力较低;相比之下,外隔板式节点和内隔板贯通式节点在极限承载能力㊁位移延性系数和耗能能力等方面均具有良好的性能[60-61]㊂此外,聂建国等[62]建立了组合节点剪力-剪切变形曲线的恢复力模型,提出了组合节点屈服抗剪承载力和极限抗剪承载力计算公式㊂韩林海课题组[63-64]采用外环板式节点对圆钢管混凝土柱-组合梁节点进行拟静力试验研究,提出了节点的抗剪承载力公式和核心区剪力-剪切变形恢复力模型㊂周期石等[65]提出了楼板钢筋和钢梁翼缘削弱穿入钢管混凝土柱的刚接节点,发现楼板钢筋的穿入增强了节点区域钢梁抗弯刚度和楼板的组合效应,而钢梁翼缘削弱的穿入降低了穿入钢梁对浇筑柱中混凝土的影响㊂研究表明,对于钢梁翼缘削弱穿入钢管混凝土柱的刚接节点,当削弱程度不大时,节点具有良好的抗震性能,但仍将降低节点的刚3丁发兴,等/钢结构(中英文),38(12),1-26,2023度㊁承载力和耗能能力㊂在半刚性节点方面,Mirza等[66]分别对半刚性单边螺栓节点进行了静力和拟静力试验,并根据有限元分析结果给出了构造设计方法㊂王静峰等[67-69]进行了半刚性单边螺栓节点试验,包含圆㊁方钢管和带纵向加劲肋钢管的拟静力试验以及带纵向加劲肋钢管混凝土柱的拟动力试验㊂试验结果表明,圆钢管混凝土柱-组合梁节点的承载力和弹性刚度要大于方截面[67];外伸端板连接节点的承载力和弹性刚度要大于平齐端板连接,而其转动能力和延性性能要低于平齐端板连接[68-69]㊂Yu等[70]提出了上焊下栓式的节点连接方式,即钢梁上翼缘与柱隔板焊接,下翼缘与柱隔板通过螺栓连接,螺栓连接处板件的滑移有利于降低钢梁下翼缘应力,避免出现过早断裂的现象㊂欧洲规范[71]中,根据初始转动刚度大小,将节点分为铰接㊁半刚性连接和刚性连接;根据抗弯承载力大小,将节点分为铰接㊁部分强度和全强度㊂Ding 等[72]认为该分类标准对于半刚性连接节点的定义较为宽泛,难以准确判定试件的类型,应根据节点的初始转动刚度㊁抗弯承载力和耗能能力等性能指标综合定义,并将其细化为半刚接㊁准刚接㊁Ⅰ类刚接和Ⅱ类刚接四类㊂据此,丁发兴等[73]完成了端板螺栓连接和加强环连接组合梁节点的拟静力试验,利用柱内拉筋 强柱 构造和加劲肋 强梁 构造技术实现了节点核心区强连接,显著提升了螺栓连接节点的初始转动刚度㊁抗弯承载力和耗能能力,使栓连节点达到了刚性节点的性能要求㊂同时,内拉筋 强柱 构造技术实现了轴压比高达0.8时,组合节点梁端发生弯曲破坏的失效模式㊂除了以上相关平面框架组合节点抗震性能试验研究外,樊健生等[74-75]从加载路径㊁混凝土楼板㊁柱类型及节点位置等方面对空间组合内隔板贯通式节点进行了拟静力试验,结果表明空间受力的节点在承载力和延性性能等方面均有明显下降,因此平面荷载作用不能完全反映其抗震性能,在节点设计中应考虑空间荷载的耦合作用㊂2㊀钢-混凝土组合结构体系抗震性能组合梁㊁柱及其组合节点等构件的研究最终以在结构体系中的应用为落脚点,因而各类组合构件集成后的体系响应是工程实践重要的关注点之一㊂笔者以钢-混凝土组合框架结构为主要对象,根据不同试验方法分别梳理了研究者在有关结构体系抗震方面的研究成果㊂2.1㊀试验研究2.1.1㊀拟静力试验Matsui[76]㊁Kawaguchi等[77-78]㊁马万福[79]㊁钟善桐等[80]㊁李斌等[81]㊁王来等[82]㊁李忠献等[83]和王先铁等[84]对钢-混凝土组合框架模型进行了系列抗震性能试验研究,指出钢-混凝土组合框架结构的抗震性能要优于钢筋混凝土框架和钢框架结构㊂为研究混凝土楼板在框架结构中的组合效应,聂建国等[85]完成了4层单跨纯钢框架和组合框架结构的拟静力试验㊂结果表明:与整体性较差的纯钢框架相比,组合框架的抗侧刚度因混凝土楼板空间作用而大幅提升㊂Tagawa等[86]㊁Nakashima 等[87]和聂建国等[52,88]分别进行了足尺框架子结构拟静力试验,探讨了混凝土楼板对结构刚度㊁强度㊁耗能及变形能力的影响规律,确定了在结构设计中楼板组合效应的有效计算宽度㊂王文达等[89]㊁王先铁等[90]和余志武等[91]以柱截面形状㊁材料强度㊁含钢率㊁轴压比和梁柱线刚度比等为研究对象,对组合框架结构开展了往复荷载作用下的试验研究,探讨了各参数对组合框架结构抗震性能的影响规律,提出了钢管混凝土框架荷载-侧移实用恢复力模型及位移延性系数简化计算方法㊂王静峰等[92-94]和王冬花等[95]研究了往复荷载作用下半刚性单边高强螺栓连接组合框架的抗震性能和破坏机理,分析了滞回及骨架曲线㊁强度和刚度退化规律㊁延性及耗能能力等力学性能指标,并建立了半刚性钢管混凝土框架的弹塑性地震反应分析模型,提出了一种适用于半刚性钢管混凝土框架的P-Δ关系曲线的简化二阶方程和弹塑性层间位移的简化计算方法㊂此外,赵均海等[96]提出了装配式复式钢管混凝土框架结构及其极限承载力简化计算方法,阐述了柱-柱拼接节点和加强块梁柱节点在此类结构中的应用效果㊂Ren等[97]和王波等[98]在钢管混凝土框架中增设屈曲约束支撑装置,研究水平反复荷载作用下耗能减震部件对结构抗震性能的影响㊂结果表明:增设屈曲支撑不仅对结构的刚度和承载力有提升作用,还能延缓塑性铰的形成,增强结构延性和耗能能力㊂丁发兴等[99]完成了2层2跨组合框架对比试验研究,结果表明:内拉筋强柱构造措施提升了框架结构的刚度和承载力,延缓了柱端塑性铰的形成,增强了结构延性和耗能能力㊂由此可见,内拉筋提升框架柱的刚度㊁承载力和耗能能力,其效果相当于增4钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展设屈曲支撑㊂2.1.2㊀拟动力试验宗周红等[100]通过对缩尺比例为1/3的半刚性两层空间组合框架的拟动力试验,从层间刚度㊁自振频率㊁加速度反应㊁位移反应和滞回曲线等方面评估了该结构的动力响应和耗能性能,研究了峰值加速度㊁频谱特性和强震持续时间对结构动力响应和力学性能的影响,建立了组合框架结构动力分析模型㊂Herrera等[101]按照3/5的比例对一幢节点采用T型连接方式的4层组合框架进行了拟动力试验,结果表明此类节点的组合框架满足美国相关设计标准㊂在半刚性节点组合框架方面,He等[102]对缩尺比例为4/7的端板螺栓连接组合框架子结构模型先后进行了拟动力㊁拟静力和静力推覆试验,从层间位移及剪力㊁应变㊁转角和耗能等方面分析结构在多遇地震㊁设防地震㊁罕遇地震和超罕遇地震水准下的动力响应㊂完海鹰等[103]对节点采用长螺栓式双腹板顶底角钢半刚性连接的钢管混凝土框架进行拟动力试验研究,探讨不同峰值加速度下结构的受力特征㊁刚度退化㊁动力响应及耗能能力㊂王静峰等[104-105]通过两组拟动力试验分别研究了钢管混凝土柱-组合梁框架和钢管混凝土柱-钢梁框架的动力性能和破坏特征,探讨了柱截面形式和端板类型对结构性能的影响㊂试验结果表明,圆形柱组合框架的最大位移响应和累积耗能均大于方形柱组合框架,但其初始刚度和承载力则弱于方形柱组合框架㊂此外,王静峰等[106]还采用混合试验方法对装配式中空夹层钢管混凝土组合框架开展了拟动力试验研究,分析了该组合框架结构在峰值加速度为0.62g和1.24g时的动力响应和破坏机理㊂在屈曲约束支撑组合框架方面,Tsai等[107-108]完成了多级地震作用下3层3跨足尺钢管混凝土柱屈曲约束支撑框架拟动力试验研究,探讨了屈曲约束支撑对结构整体抗震性能的影响,并从有效刚度㊁耗能和位移延性系数等方面评估了支撑构件连接方式的有效性㊂郭玉荣等[109]完成了防屈曲支撑组合框架子结构拟动力试验,提出了防屈曲支撑可增强结构的抗侧刚度和变形恢复能力㊂2.1.3㊀振动台试验黄襄云等[110-111]利用振动台试验对5层2跨2开间钢管混凝土空间框架结构的动力特性㊁加速度反应和位移反应进行了分析,并分别按等强度㊁刚度㊁截面积的原则将钢管混凝土柱换算成钢筋混凝土柱进行试算,综合评定了该结构的抗震性能㊂杜国锋等[112]采用单输入㊁单输出方式对8层单跨2开间钢管混凝土柱-钢梁框架进行动力特性试验,并通过3种不同地震波作用分析了结构的最大地震作用力㊁层间剪力㊁位移和应变反应㊂邹万山等[113]通过振动台试验得出,不同频谱特性的地震波对模型结构的加速度和位移反应分布曲线形状影响较小,且模型各层绝对加速度主要由前两阶振型决定,其他高阶振型的影响可以忽略㊂罗美芳[114]研究了不同工况下4层钢-混凝土组合框架结构的动力响应及破坏模式,评价了该结构的抗震性能㊂童菊仙等[115-116]设计并制作了有㊁无侧向耗能支撑的5层单跨2开间的方钢管混凝土柱框架模型,利用振动台试验对两种框架的动力特性和地震响应进行分析,得到了结构的振型㊁周期和阻尼比等基本属性,以及地震波作用下的位移㊁加速度和应力响应㊂结果表明:即使没有楼板的组合作用,结构仍具有较好的抗震性能;侧向支撑可承担部分水平地震作用,减小了结构的动力反应㊂陈建斌[117]和吕西林等[118]完成了国内首个方钢管混凝土高层组合框架-支撑结构振动台试验㊂试验中发现结构支撑体系的破坏较为严重,试验结果表明:该结构的动力性能介于钢筋混凝土结构和钢结构之间且更倾向于钢结构,其塑性㊁韧性和抗震性能表现良好,并通过计算结果显示阻尼器对加快结构峰值反应后的振动衰减具有较大作用㊂为研究地震作用下半刚性连接组合梁框架的动力特性以及破坏模式,李国强等[119]进行了1个足尺半刚性连接组合梁框架结构模型振动台试验研究㊂结果显示:当峰值加速度高达1.2g时,结构整体仍未发生明显损坏,表明该结构形式可满足高烈度区域的抗震设防要求㊂Han等[120]对两个由组合框架结构和钢筋混凝土剪力墙混合形成的高层建筑模型进行了振动台试验,对比分析了圆钢管混凝土柱和方钢管混凝土柱对该混合结构体系整体性能的影响,验证了组合框架结构与核心剪力墙结构在地震作用下优良的复合效应和抗震性能㊂2.2㊀理论分析静力弹塑性分析法是以反应谱为基础,首先依据抗震需求谱和结构能力谱得到地震作用下建筑结构所产生的目标位移,随后在建筑结构上施加稳定的竖向荷载,同时施加单调递增的水平荷载直至达到目标位移,最后评估结构最终状态下的抗震性能㊂通过该方法可以评估地震作用下结构的内力和变形5。
钢筋混凝土结构抗震延性设计分析
０ ． 前 言 件， 其延性好于配有矩形箍筋的构件 另外箍筋间距较小的构件有着 在现代建筑 物结构设计 中 ． 延性设计越 来越重要 ． 钢筋混凝土结 较高的延性。 构延性 的研究 是塑性设计 和抗震设计理论 发展 的基础 在地震作用 ２ ． 钢 混凝 土 结 构 的 延 性 保 证 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 钢筋混凝土结构中钢筋的塑性 变形性 能 、 混凝土的韧性及钢筋与
脆性破坏的危害很大 ， 而延性破坏是指构件承载力没有显著 降低 的情 混凝土的粘结锚 固性能对结构的延性 影响较 大 构件 的纵筋易选用延 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 伸率较大 、 与混凝土粘结性能好 的 Ⅱ、 Ⅲ级钢筋 。采 用冷拉钢筋 、 高强 示。 结构构件延性设计的 目 标是使其在一定条件下只耗能 ． 不崩溃 结 钢筋ｆ 丝１ 和钢绞线等延伸率较低 的钢筋配制 预应力混凝土结构 ． 只要 构 延性的提升能够使整体结构抗倒塌 、 抗震 潜力都得到大 幅度提升 ． 适 当配置热轧非预应力钢筋 、 保证 配筋指 数不超 过一定限制和适当提 借 助塑性铰区域变形将地震能量有效耗散与吸收＿ １ １ 高箍筋构造要求 ． 结构的延性也 可满足抗震要求 对于混凝土构件 ， 除了要满足强度 、 刚度 、 稳定性等方面 的要求 还 ２ ． １框架柱对延性的构造要 求 应 具有 良好的延 性 ， 主要以下原因引起 ： （ １ ） 延性 破坏过程 ； （ ２ ） 调整 和 梁端区域能通过采取抗震构造措施而具有相对 较高的延性 ． 常通 适 应动力 荷载产 生的附加内力 和变形 ； （ ３ ） 混凝土连续梁板和框架超静 过“ 强柱弱梁” 措施引导框架 中的塑性铰首先在梁端形成 设计框架梁 定 结构塑性设计 ，要求 某些截 面能够形 成塑性铰 ．实现 内力重分布 ： 时， 控制梁端截面混凝土受压区高度的 目的是控 制梁 端塑性铰区具有 （ ４ ） 抗震设 防要求 的结构 ， 具有 良好的延 性 ． 能够 吸收 和消化 地震 能 较大的塑性转动能力 ． 以保证框 架梁端截 面具 有足够的曲率延性 梁 量， 降 低动力反应 ， 减轻地震 破坏 ． 防止结构 倒塌 。 的延 性随截 面受压 区高度减小 而增大 ． 根据 国内的试验 研究结果 和参 延性设 计在实际 工程中有重 大的意义 ： 第一， 采用偏小 的计算安 考 国外经验 ． 当相对受压 区高度控制在 ０ ． ２ ５ ～ ０ ． ３ ５时 ． 梁 的位移延性 可 全可靠度 ， 破坏前有 明显预兆 ， 确保生命安全 ， 减少 财产 损失 ； 第二 ， 出 达到４ ． ０ ～ ３ ． ０左右 。所以规范规定 ， 一级抗震等级时 ， ｘ ≤０ ． ２ ５ ｈ ｏ ， 二、 三 现偶然超载 ， 荷 载反 向， 温度升高 或基础沉降 引起 附加内力等情况下 ． 级抗震 等级时 ， ） （ ≤Ｏ ． ３ ５ ｈ ｏ ， 并且要求受压钢筋 与受拉钢筋之 比控制 在 有较 强的承受和抗衡 能力 ： 第三 ， 有利于实 现超 静定结构 的内力重分 定范围内。 为防止过多的纵向受拉钢筋在地震 中使梁产生粘结劈裂 布 。第 四 ， 在承受动力作用 下 ． 能减 小惯性力 ， 吸收动能 ． 降低 动力反 破 坏 ． 规范还规定 ｐ ｓ ≤２ ． ５ ％ｔ ４ ］ 应， 减轻破坏程度 ， 防止结构倒塌 。 因此 ． 延性结构 的后期变形能力 ． 可 ２ ． ２框架柱对延性的构造要求 以作 为各种 意外情况时 的安全储备目 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 １ ． 影响构 件延性的因素 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 中应控制柱 的轴压 比不超过限值 ． 使其发生大偏压破坏并具有一定延 １ ． １ 梁截 面尺寸 抗 震规范 规定 ， 对 于框架柱相应于一 、 二、 三级抗震时 ， 轴压比限值 般框架梁 宽度不宜小于 ２ ０ ０ ｍｍ． 在地震作用 下 ． 梁端 塑性 铰 区 性 。 ． ６ ５ 、 Ｏ ． ７ ５ 、 ０ ． ８ ５ 。这里规定的轴压 比限值系指柱轴压力设计值 混凝 土保 护层容易剥落 ． 梁截面宽 度过小则截 面损 失 比较大 ． 不利于 分别为 ０ 为 防止地震作用下柱子少筋脆性破坏 对框架节点 的约束 。为 了提高节点剪力 、 避免梁侧 向失稳破坏 以及梁 与柱轴压承载力设计值得 比值 ． ８ ％、 ０ ． ７ ％、 ０ ． ６ ％、 塑性变形 的能力 。 要求粱宽不宜小 于柱宽 的 １ ／ ２ 、 梁 的高宽比不宜大于 和超筋粘结劈 裂破坏 ．柱 的纵 向配筋率不 得少于 ０ ４ 、 梁 的跨高 比不宜小于 ４ ０ ． ５ ％（ 相应 于一 、 二、 三、 四级 抗震 等级 ） ． 角 柱的上 述 限值相应 提高 １ ． ２纵 向钢筋配筋率 ０ ． １ ％： 柱的纵 向配筋率最大间距不 宜超过 ２ ０ ０ ｍ ｍ ｔ ￣ ２ ． ３箍筋 的构造要求 试验表 明 ． 当梁纵 向受拉钢筋 配筋率很高 时 ． 在弯矩达 到最大值 箍筋提供构件和节Ｊ 的抗剪能力． 确保实现“ 强柱弱梁” 和“ 强节点 、 强 时， 弯 矩一 曲率 曲线 出现下降 ： 当配 筋率较低时 ． 弯矩达到最 大值后能 设计 目 的． 还对粱 、 柱塑性铰区混凝土和受压钢筋提供 约束作用 ． 保持很长 的水平段 ． 提高 了梁 的延性和耗散能量 的能力 当梁 的纵向 锚固” 从而改善结构的延性和耗能能力。梁和柱的剪 配筋率取 为平衡配筋 率时纵 向受拉 钢筋屈服与受 压区混凝土压 碎同 延缓塑性铰 的破坏过程 ． 时发生 ， 截面延性系数 为零 。因此 ， 应限制纵 向受拉钢 筋配筋率 ， 保证 切破坏区和弯压塑性铰区均发生在构件的两端 ．因此应加密构件两端的 加密区的构造要求包括加密区的长度 、 箍筋最小直径 、 最大间距和最 构件具有足够 的延性 ． ． 混凝土受压 区配置受压钢筋 ． 可以减少相对受 箍筋。 小体积率 其中柱加 密区和节点的箍筋最小体积率与抗震等级 、 柱的轴 压 区高度 ． 改善构件延性 压 比和箍筋 的 类 型有关 抗震等级高要求的最小体积率高 、 轴压比高要 １ － ３材 料 的 强 度 采用普通箍筋 比采用螺旋箍筋要求的体积率高 可 提高混凝 土的强度 ． 则 降低构件 的轴 压 比． 可 以提高构件 的位移 求的最小体积率高 ， 箍筋的构造规定是保证“ 大震不倒” 设计目 标实现的最重要的措施 延性 。在纵 向配筋率相 同的条件下 ， 提高混凝土标 号等 于减少 钢筋在 见 ． 换算截面 中所 占的 比重 ． 也就意味着纵 向钢筋配筋率 的减少 ． 反 而会 ３ ． 结语 使 位移延性降低 综上所述 ， 建筑 物越高 ． 对地震 反应也越 大 ． 对延性 的要求 也越 １ ． ４轴 压 比 高 延性设计的正确实现是当今 地震设 防地 区急需解 决的问题之一 ． 试验表明 ． 轴压 比是影响压弯构件位移延性的最重要 因素 当轴 我们需要进一步加深研究结构在动力荷 载作用 下的反应机理 ． 探索提 压 比过大时 ， 使压弯构件中钢筋的压应变增大 ． 因此 ． 截面必须转 动更 高结构延性 的有 效方法 ． 使 建筑物既能达 到国家抗震设计标 准 ． 又能 大的角度才 能使受 拉区钢筋屈 服 ． 这使屈 服位 移大大增加 ． 从而导致 够符合经济合理的原 则 电 构 件延性 的大幅降低 １ ． ５约 束 构 件延 性 【 参考文献 】
钢筋混凝土结构的抗震性能及应用
钢筋混凝土结构的抗震性能及应用钢筋混凝土结构是目前建筑工程中最为广泛使用的结构体系之一。
其抗震性能对于保障建筑物的安全至关重要。
本文将探讨钢筋混凝土结构的抗震性能及其应用。
一、钢筋混凝土结构的抗震性能1. 钢筋混凝土结构的优点钢筋混凝土结构具有良好的抗震性能，主要有以下几点优点：（1）钢筋混凝土结构具有较高的强度和刚度，能够承受较大的地震力。
（2）钢筋混凝土结构具有较好的韧性和延性，在地震时能够发生较大的变形，从而吸收地震能量，保护建筑物的主体结构不被破坏。
（3）钢筋混凝土结构具有较好的耐久性和耐腐蚀性，能够长期保持其强度和稳定性。
2. 钢筋混凝土结构的抗震设计钢筋混凝土结构的抗震设计是建筑工程中的重要环节。
抗震设计的目的是确保建筑物在地震时能够保持结构的完整性和稳定性，保障人员的安全。
抗震设计的主要内容包括以下几个方面：（1）设计地震力：根据建筑物所处地区的地震烈度和地质条件，确定设计地震力。
（2）结构抗震性能评价：根据建筑物的结构形式和材料特性，对其抗震性能进行评价。
（3）设计参数确定：根据结构抗震性能评价的结果，确定设计参数，包括结构的刚度、强度等。
（4）设计方案优化：通过对设计方案的优化，提高结构的抗震性能。
3. 钢筋混凝土结构的抗震加固对于已经建成的钢筋混凝土结构，如果其抗震性能不足，需要进行抗震加固。
抗震加固的目的是提高结构的强度和抗震能力，保障建筑物的安全。
抗震加固的主要方法包括以下几个方面：（1）增加结构的横向刚度，提高其抗震能力。
（2）增加结构的强度，提高其承载能力。
（3）加固结构的连接部位，提高连接的强度和刚度。
（4）增加结构的阻尼，提高其抗震能力。
二、钢筋混凝土结构的应用钢筋混凝土结构广泛应用于建筑工程中，主要包括以下几个方面：1. 住宅建筑钢筋混凝土结构适用于各种类型的住宅建筑，包括单体住宅、住宅小区、高层住宅等。
钢筋混凝土结构具有较好的抗震性能和耐久性，能够保障住宅建筑的安全和舒适性。
浅述钢筋混凝土框架结构延性设计要点
浅述钢筋混凝土框架结构延性设计要点随着现代建筑科学的迅速发展，高层建筑已经逐渐占据城市建设的主体地位，因此，高层建筑中钢筋结构设计尤为关键。
但是目前尚没有对钢筋混凝土结构钢筋细部节点的设计形成一个统一的方法，从而造成在节点钢筋设计时往往会出现配筋率过大、钢筋锚固不够等现象。
设计钢筋混凝土剪力墙结构时对不同的剪力墙结构有不同的设计要求。
因此，在设计时如何把握好剪力墙的合理性、功能性至关重要。
希望本文可以在以后的钢筋混凝土剪力墙设计和建造中能发挥出应有的作用，并且通过人类的不断探索，不断改进剪力墙的结构和设计。
1 钢筋混凝土结构方案问题高层混凝土结构方案选型要根据能高效利用材料效率、清晰传力途径来进行，这对配筋指标等的控制具有重要作用。
在方案选型时要注意以下几点：第一，结构坚向与抗侧力传力途径要明确；第二，要形成空间的整体受力，增强结构与构件的材料使用效率；第三，要尽可能提高结构的均匀性与规则性；第四，形成良好的结构整体性与耗能机制。
在设计时，结构工程师尽量保证建筑的设计理念，结构部分要与建筑部分加强合作，减小没有必要的大空间，减少结构转换工作。
在结构的抗侧力体系选择时，首先要使得结构抗侧力体系和建筑的高度相适应；其次，结构垂直方向沿高度的变化要平缓、连续，强度等级的变化与混凝土墙的厚度变化要错开；最后尽可能使结构抗侧力构件连接成整体，要保证体系中所选材料与截面类型与施工期相符合。
另外，在在重力荷载传力方面，要尽量降低结构的自重，楼板设计时，要综合考虑设备、净高、建筑吊顶的做法等各方面因素，可以运用组合楼板和钢梁的形式来降低自重，以缩短施工工期。
如果结构很复杂要注意加强技术的分析工作，选择合理的楼面结构与转换结构，在结构抗侧力体系上要合理设定腰桁架，抗震等级的选择要适当。
2 基础的设计选型问题高层基础设计也是钢筋混凝土结构设计部分应该要特别主要的问题，这是由于基础设计的不恰当，会使建筑因承载力不足而造成不均匀沉降，使得建筑物出现开裂或倾斜，引起安全问题；另外，合理的基础设计是降低工程造价和缩短工期有重要作用。
钢筋混凝土结构中延性的作用和意义
钢筋混凝土结构中延性的作用和意义摘要：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。
钢筋混凝土结构在地震中的抗震性能分析
钢筋混凝土结构在地震中的抗震性能分析第一章引言地震是一种非常破坏性的自然灾害，对于建筑结构来说是一项巨大的挑战。
随着经济的发展，高层建筑和大型工程的兴建增加，抗震性能更好的结构材料和设计思路也越受关注。
钢筋混凝土结构作为一种被广泛应用的结构形式，在地震中的抗震性能备受瞩目。
本文通过对钢筋混凝土结构在地震中的抗震机理、设计思路及其在实际工程中的应用和发展进行综述和分析。
第二章钢筋混凝土结构的抗震机理地震发生时，结构受到的水平地震力会产生一系列变形和应力。
对于钢筋混凝土结构来说，它的抗震机理在于混凝土和钢筋之间的协同作用。
混凝土在强度和刚度方面具有优势，可以承担大量的压缩应力；而钢筋则具有极好的延性和韧性，可以承受更大的拉应力。
通过混凝土和钢筋之间的相互作用，结构在地震中获得足够的强度和变形能力，从而减小结构的损伤程度，最大限度地保护人们的生命和财产安全。
第三章钢筋混凝土结构的抗震设计思路在地震区域设计钢筋混凝土结构时，应根据设计地震动力参数和建筑物的特征进行抗震设计。
具体来说，设计过程中应考虑以下几个方面的内容：1.选用适当的抗震性能目标。
不同的建筑物在地震中的受力情况不同，因此抗震设计目标也各不相同。
一般来说，建筑物的抗震性能目标可以分为以下几个等级：无损伤、轻微损伤、中等损伤、严重损伤和崩溃。
设计人员应根据建筑物的重要性、使用性质和地理位置等因素来选择适当的目标。
2.选用合适的地震动力参数。
地震动力参数是指描述地震力的一组参数，包括地震作用时间、频率、加速度等。
选用合适的地震动力参数对于保证结构抗震性能至关重要。
建筑物所处的地理位置、构造类型和地下条件等因素都会影响地震动力参数的选取。
3.采用适当的结构形式和转换层结构。
不同的结构形式和转换层结构对于结构的抗震性能有着重要的影响。
在地震区域内，常见的结构形式包括框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构等；常见的转换层结构包括裙楼层、缩颈层、设备楼层等。
钢筋混凝土结构中的延性措施
钢筋混凝土结构中的延性措施摘要：本文总结了混凝土结构中几种较为成熟有效的提高构件延性的构造措施，并对其设计方法进行了简要介绍。
在钢筋混凝土结构设计中，为设计师解决结构中对延性有特殊要求的构件设计提供参考。
关键字：构件延性；构造措施1 延性设计引论在地震作用的整个过程中，构件和结构承载力无明显降低的非线性反应特性即为延性。
延性结构设计是利用结构中特定位置形成塑性变形来耗散地震能量，达到保护其它构件和结构整体的目的。
利用结构的延性进行钢筋混凝土房屋的抗震设计是一种经济合理的方法。
我国《建筑抗震设计规范》根据不同抗震等级规定不同抗震措施，抗震等级的划分反映了不同延性水平的要求。
但实际工程中，所遇到的问题各种各样，有时很难使所有构件都达到理想中的延性性能。
对于特殊位置的构件，要实现规范的相应要求，不得不加大构件截面、增加配筋及提高承载力。
但片面的增大截面可能会带来不利的影响。
如柱的轴压比较大时，若想使其达到规范要求限值，加大截面最为直接，但柱截面加大可能使其在该层内形成短柱，又恰恰使其延性降低，诸如此类的问题并不少见。
影响构件延性的因素很多，实际并非仅仅是规范所规定的内容，这说明可以采取其它的构造措施也同样可以实现构件的延性要求。
本文将常见的几种延性构造措施及相关的设计方法加以搜集汇总，以期借鉴选用。
2 构件延性构造2.1 框架柱的延性构造2.1.1减小轴压比[1] [3]《建筑抗震设计规范》中规定了抗震等级为一、二、三级的框架柱的轴压比限值，对于框架结构分别为：0.65、0.75、0.85。
对于框剪结构、框筒结构其限值有所不同，主要是考虑了剪力墙在地震作用下分担了较多的剪力，使得框架柱的剪应力水平得以降低，因此放松了对于其延性的构造要求。
当然，对于框支剪力墙结构的框支柱，因其对于延性的需求更大，所以轴压比限值又有所降低，体现了对于框支柱高延性的构造要求。
因此，为了提高框架柱的延性性能，尤其是首层柱根位置，在条件允许的情况下可以尽量使用强度等级较高的混凝土材料，也可以在满足剪跨比大于2的前提下，增加柱截面以减小轴压比。
钢-混凝土组合结构抗震性能研究综述
钢—混凝土组合结构抗震性能研究综述摘要：通过对钢-混凝土组合框架结构体系的简要介绍以及其抗震性能的研究，提出一些加强钢—混凝土组合结构抗震性能的建议。
关键词：组合结构，框架结构，抗震性能Abstract: By introducing the steel concrete composite frame structural and discussing its behavior of anti-seismic, then giving some advises about improving the behavior of anti-seismic of the steel concrete composite structural.Key words: composite structral , frame structural, anti-seismic0. 引言随着我国经济的快速发展，各种新的结构形式不断涌现。
其中钢-混凝土组合结构越来越受到大家的重视，由于组合结构具有许多突出的优点，高层建筑与大型桥梁等建构筑物在我国各地大量兴建，各种型式组合结构逐渐被广泛应用。
组合结构已经和钢结构、木结构、钢筋混凝土结构、砌体结构并称五大结构。
组合结构主要包括压型钢板与混凝土组合板、组合梁、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构等。
在国外，钢—混凝土组合结构最初大量应用于土木工程旨在二次世界大战结束后，当时的欧洲急需恢复战争破坏的房屋和桥梁，工程师们采用了大量的钢—混凝土组合结构，加快了重建的速度，完成了大量的道路桥梁和房屋的重建工程。
1968 年日本十胜冲地震以后，发现采用钢—混凝土组合结构修建的房屋，其抗震性能良好，于是钢—混凝土组合结构在日本的高层与超高层中得到迅速发展。
60 年代以后世界上许多国家（包括英、美、日、苏、法、德）根据本国的试验研究成果及施工技术条件制定了相应的设计与施工技术规范。
1971年成立了由欧洲国际混凝土委员会（CES、欧洲钢结构协会（ECCS、国际预应力联合会（FIP）和国际桥梁及结构工程协会（IABSE组成的组合结构委员会，多次组织了国际性的组合结构学术讨论会，并于1981 年正式颁布了《组合结构》规范。
钢筋混凝土框架结构的延性设计分析
钢筋混凝土框架结构的延性设计分析导言随着房屋建筑层数的增高，在地震设防地区的结构延性设计至关重要。
本文分析了影响抗震结构延性设计的主要因素及其实现延性设计的机理与方法。
结构的延性在抗震设计中的重要性及概念在我国的高层建筑中，钢筋混凝土结构应用最为普遍，其中钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。
因为其具有足够的强度、良好的延性和较强的整体性，目前广泛应用于地震设防地区。
钢筋混凝土框架结构具有良好的抗震性能，然而未经合理设计的框架结构会在地震作用下产生较严重的震害。
结构抗震的本质就是延性，延性是指结构或构件在承载能力没有显著下降的情况下承受变形的能力。
破坏前无明显预兆，力-变形曲线达到最大承载力后突然下跌形成明显尖峰的构件（结构）称为脆性构件（结构）。
破坏前有明显预兆，力-变形曲线在最大承载力附近存在明显的平台，能承受较大变形而承载力无显著降低的构件（结构）称为延性构件（结构）。
1.结构抗震的延性设计大量的实验研究和地震实例表明，在地震（尤其是罕遇地震）作用下，建筑结构大都会进入弹塑性状态，出现弹塑性变形。
延性设计，即使结构在构件屈服之后仍具有足够的变形能力，依靠结构的弹塑性变形来消耗地震能量，保证屈服部分发生延性破坏，避免结构发生脆性破坏和整个结构的倒塌。
这种设防思想在新的建筑抗震设计规范中具体化为“小震”（在房屋服役期内最可能遭遇的强烈地震或常遇地震）不坏，“中震”（基本烈度地震）可修和“大震”（罕遇地震）不倒。
世界上其他多地震国家的抗震设计规范，也都采用了类似的设计思想。
2.影响抗震结构延性设计的主要因素（1）钢筋的配筋率增加纵向钢筋配筋率，不仅可以提高结构构件的抵抗弯矩；同时也可以提高塑性铰的转动能力，进而增加结构的延性。
（2）箍筋配筋率由实验研究可知，位移延性随着配箍率的增加而提高。
箍筋间距越小，配箍率越大，延性的增长也越显著。
增加配箍率，就是增加对混凝土横向变形的约束，提高混凝土的抗压强度。
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钢筋 混 凝 土 结 构 抗 震 承 载 力及 延 性 的 探讨
胡 晓 宇
（ 中科技大学 土木工 程与力学学院 ， 华 湖北 武汉 ４ ０７ ） ７０４ 摘要 ： 出了抗震能力 系数 ， 出了判断结构抗震能 力强弱的方法 ， 提 给 由此得 出抗震 结构若具备 足够 承载能 力， 其延性要 求 － ￣ ｑ ． － 适当降低 ， 并且结构屈服承载力对结构抗震 能力的影响程 度更 大 ， 而认 为不 宜将结 构设计得 抗震 承载 能力过低 ， 从 而片 面追
第２ ５卷第 ６ 期 ２０ ０８年 １ 月 ２ 文章编号 ：０５— ５ ３２０ ）６— ０ １ ３ １０ ０２ （０ ８０ ０ ２ —０
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Ｊｕｎｌｏ ａ ｔＣ ｉａＪ ｏｏ ｇＵ ｉｅｓｙ ｏ ｒａ ｆＥ ｓ ｈｎ ｉ ｔｎ ｎｖ ｒｉ ａ ｔ
｛ ｝ △ —— 结构 质 点 的第 ｉ 步水 平位 移增 量 向量 ； Ａ ｝ ｛ ｝ ｝ ｛ ｘ 一｛ 一１ ｛ 一１ ｛ ｝ 、 ｝ —— 分 别为 ｛ 一１ ｛ 作用 下 ， 构质 点 的位 移 向量 Ｐ｝ 、 Ｐ｝ 结
定义结 构抗 震能 力 系数 Ｅ ５ Ｊ
求 结 构延 性 ．
关
键
词 ： 震 ； 载 能 力 ； 性 ； 震 能 力 系数 抗 承 延 抗 文 献 标 识 码 ： Ａ
中图 分 类 号 ： ５２ ．７ １ ５ ８５ １ ３
地震 是一 种 突发性 的 自然灾 害 ， 强烈 地 震 在 瞬 时 就 能对 地 面建 筑 造 成 严 重 破 坏 ． 国是 一 个 多 地 震 国 我 家 ， 震 区分布 广 ， 地 历次地 震 表 明 ， 地震 对人 民生命 财产 造 成 的损 失 是 巨大 的 ． 了防 御地 震 灾 害 ， 轻 地震 为 减 损失 ， 多学者 对建 筑结 构抗 震 问题进 行 了一 系列研 究 ， 渐 形成 了结 构抗 震 理 论 ， 主 要 思想 是 以保 证结 众 逐 其 构具备 一 定承 载能 力和延 性 来抵抗 小 震 和 中震 及 大震 ， 对 于结 构 抗 震 承载 能 力 和延 性 的关 系 ， 太 明确 ， 但 不 目前抗 震 理论对 小震 作用 是 以结 构承 载能 力来 抵抗 的 ， 而对 中震 及大 震作 用 则主要 靠结构 延性 来抵 抗 ¨ ， Ｊ并 认 为相 同体系 的结 构应具 有 相 同的延 性 的要求 ， 此笔 者在 分析 结构 承载 能 力与 延性 的相 互关 系 的基 础上 ， 对
采用 ｐｓｏｅ法计 算 地震作 用 下结构 达 到预定状 态 时 的变 形势 能 ｌ ］为 ｕｈｖｒ ２ ，
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抗震 结构 ， 震作 用 下 ， 地 其振 动 方程 为 ［ ］茹 ＋［ ｛ ｝ ］ ｝ ｛ ｝ ｃ］ ＋［ ｛ ：一［ ］ １茹 ｛ ｝ 结 构各 质点 的地震 作 用为 ｛ ＝一［ ］１互 Ｆ｝ ｛｝ 一［ ｛ ｛ ｃ ｛ Ｍ］ 一［ ］ ｝ ｛ ＿［ ｛ ｝ Ｆ｝ Ｋ］ 式 （） 乘 ｛ ｆ并 积分 ， ３左 互｝ ， 得 （） ２ （） ３ （） １
收稿 日期 ：０８ ０— ８ ２０ —１ ０ 作者简介 ： 晓字 （９９ ， ， 胡 １８ 一）男 江西南昌人 ， 研究 方向为土木工 程与房产 经济
． 研究表 明， 对于中频建筑结构 ， 地震输入弹塑性结构的能量与相应弹
２ ２
华
东
交
通２０ 年 ０８
性结构大致相同， 因此地震输入结构的最大能量均为 Ｅ， ， ．
Ｉ｛
√０
Ｆ ｄ ＝Ｉ ｛ ｝［ ｛ ｝ｔ ｝ｔ ］ ｄ
Ｊ ０
（） ４
式（） √０ ｛ ，ｄ 代表地震作用下， ４中 Ｉ 引 ｛ ｝ｔ 结构处于预定状态时， 地震输入结构的能量， ｛｝［ ］ ｝ Ｉ Ｋ ｛ √０
ｄ 代表地震作用下 ， 结构处于该状态的变形势能． 假 设地震 作 用下 ， 应弹性 结 构各 质点 的地震作 用 向量 为 ｛ ｝水平 位 移 向量 为 ｛ ｝则 地 震输 入 该 弹 相 ， △。， 性结构的最大能量为 Ｅ ： ｕ
能力 越小 ． 中 Ｅ， 按地 震作 用下 的弹件 结构 分析 ． 式 ， 可 若评估 结 构抵抗 小震 的能力 ， 将 小震作 用结 构开始 发 生强度 破坏 作 为其 预定 状 态 ， 用 ｐｓｏｅ法 计 则 采 ｕｈｖｒ 算结 构达 到该状 态 时 的变形势 能 ， 再按小 震作 用计算 Ｅ 然后 计算 结构抗 震 能力 系数 ． 若评估 结 构抵抗 中震 的能 力 ， 则将 巾震作 用结 构发 生一定 程度 破坏 作 为其 预定 状 态 ， 采用 ｐｓｏｅ 法计 ｕｈｖｒ 算 结 构达 到该 状态 时 的变形势 能 ， 再按 中震作 用计算 Ｅ 然后 计算结 构抗 震 能力 系数 ． 若评估 结 构抵抗 大震 的能 力 ， 则将 大震作 用结 构发 生整体 倒塌 作 为其 预定 状态 ， 用 ｐｓｏｅ 法计 算 结 采 ｕｈｖｒ 构 达到该 状态 时 的变 形 势能 ， 再按 大震作 用计 算 Ｅ， ，然后 计算 结构抗 震 能力 系数 ． ， 结构整 体倒 塌控 制机 构一 般采 用下 列两种 ｌ ： ５ Ｊ
：
Ｅ ｐ
（） ６
式 （） 见 ， 表示地 震作 用下 达 到预定 状态 时 ， 构变形 吸 收 的能量 与地震 输入 结构 的最 大能 量之 比 ， ６可 结
该值 越大 ， 代表 结构 达到 预定状 态 时吸 收地震 能量 的能力 越强 ， 明其抗 震 能力越 大 ， 之 ， 表 明结构抗 震 表 反 则