结构延性系数

结构延性：结构依靠自身的塑性变形耗散地震能量，从而减轻震害的性能。结构延性有三个层面的含义：（1）、结构总体延性。一般用结构的弹性层间位移角与弹塑性层间位移角表达。（2）、截面延性（3）构件延性。一般来说，对截面延性的要求高于对构件延性的要求，对构件延性的要求高于对结构延性的要求。截面延性系数分为曲率延性系数、位移延性系数和转角延性系数。位移延性系数=结构的极限位移/结构的屈服位移；曲率延性系数=截面的极限曲率/截面的曲阜曲率；转角延性系数=截面达到极限状态时的转角θu与截面开始屈服时的转角θy的比值。曲率延性系数只表示某一截面的延性，而位移延性系数和转角延性系数则反应的是构件的宏观延性反应，与构件的长度有密切关系。一般认为钢筋混凝土抗震结构要求的延性系数为3-4。

结构或构件的延性要求不是通过计算确定的，而是通过一系列的构造措施实现的。结构要保证足够的延性，必须按照规范、规程所规定的不同抗震等级采取相应构造措施。不同的构件延性有不同的构造要求，规范各有规定，不再列举规范条文：

1、延性框架梁

梁是钢筋混凝土框架的主要延性耗能构件。影响梁的延性和耗能的主要因素有：破坏形态，截面混凝土相对压区高度等。我们设计时，首先要实现弯曲破坏，避免剪切破坏，限制最大剪力设计值，实现强剪弱弯。剪压比限值也是确定梁最小截面尺寸的条件之一。

在满足截面高度要求的基础上，设计时应限制受拉钢筋，不出现可能引起脆性破坏的少筋梁和超筋梁；同时，配置受压钢筋，减小混凝土受压区高度，以增大其延性。对梁端，在地震往复作用下，不仅有竖向裂缝，还有斜裂缝。为使塑性铰区具有良好的塑性转动能力，同时为了防止混凝土压溃前受压钢筋过早压屈，在梁的两端必须设置箍筋加密区。另外设计中可以采取措施使塑性铰外移，将塑性铰从柱面移开一定距离，避免梁端钢筋屈服后向核心区发展，引起粘结破坏。具体措施可采用增加梁端的纵向钢筋，或增加梁端高度，提高梁端受弯及受剪承载力。

2、延性框架柱

柱是框架的竖向结构，地震时柱破坏和丧失承载力比梁破坏和丧失承载力更

容易引起框架倒塌，设计时应实现强柱弱梁。影响柱的延性和耗能的主要因素有：剪跨比，轴压比，纵筋配筋率和塑性铰区箍筋的配置。设计需遵循以下基本设计概念，即采用大剪跨比柱，避免小剪跨比柱，限制轴压比，提高纵筋配筋率，保证约束塑性铰区混凝土的箍筋，设置箍筋加密区等。为防止框架柱底层底截面过早出现塑性铰区影响结构的抗震倒塌能力，嵌固端截面应乘以弯矩增大系数。

3、延性剪力墙

剪力墙由墙肢和连梁两种构件组成，从截面的形状到构件的受力性能，墙肢与柱、连梁与框架梁有很大的差别。剪力墙的受力性能比框架复杂，抗震设计在一些方面与框架有较大的区别。强墙肢弱连梁，强剪弱弯及限制剪压比，限制墙肢轴压比这些与框架概念是等同的。但剪力墙延性设计又有其自身的特点。首先，不同于框架柱是偏压构件，墙肢本身又是受弯构件，控制墙肢不出现脆性的剪切破坏就是首要的。设计时一般通过控制剪跨比来解决。杜绝出现剪跨比小于1的矮墙，实现延性的弯曲破坏，增强耗能能力。设计中一段剪力墙长度不宜大于8米。另外，通过设置底部加强区，设置约束边缘构件，可以增大截面的塑性变形能力。约束边缘构件的构造要求，主要包括沿墙肢截面的长度和墙肢的高度，箍筋数量，水平分布筋在约束边缘构件内的锚固以及确保一定的纵筋面积来保证。延性连梁的设计，我们计算时一般通过降低连梁的刚度和弯矩设计值来实现。同时，在做法上就有多种方式。一种是设计成开缝连梁，即对于跨高比小的连梁，在连梁腹板上沿跨度方向预留一条或两条缝或槽，将连梁沿梁高方向分成几根跨高比较大的梁，在大震作用下发生较好的弯曲破坏。另外，在连梁内交叉配筋来抵抗地震作用下不断改变方向的剪力，是比较常用的方法。交叉配筋连梁的延性和耗能能力明显优于普通水平配筋连梁，只是制作费工，钢筋密集，难以施工。此外，采用钢板混凝土连梁，发挥钢板良好的塑性变形能力，同时减少了箍筋用量，给施工带来便利。

4、砌体结构设计。

建筑结构柱和圈梁的砌筑墙体部分当受到水平和竖直方向的荷载作用力，并随着荷载作用力能够达到墙体主裂缝形成的需求时，荷载作用力的作用结果就会使墙体发生主裂缝，且主裂缝会把墙体分为四个块体。此时，水平载荷作用

力作用下，水平两侧方向的三角形块体就会产生位移，即向外逐渐移动，自此导致裂缝的开裂程度加大，而此裂缝也随时间推移不断发展，直到与墙体脱离；在中间结构的上下方向，两块墙体的承压面积也会发生变化，即面积逐渐缩小，从而使得支护、荷载达不到原先承受要求，出现坍塌，墙体的承载能力也就此消失。但是，如果在建筑墙体部分设置好构造柱与圈梁，就能够阻止三角块体向外移动，从而大幅度降低了墙体刚度衰退、向外位移而坍塌的现象发生，提高了墙砌体的耗能能力。由此可见，墙体与构造柱、圈梁之间的结构设计，在很大程度上保证了墙体的刚度衰退、并在三者共同作用下形成了一个塑性铰区域，进而墙体的极限弹性也提高了，同时塑性变形破坏现象也能够避免；即使大地震发生，也不至于导致建筑物墙体突然快速坍塌，能够确保建筑框架结构发挥塑性变形功能，从而确保了建筑损坏的部分能够修复，不至于废弃。