专题：钢结构的延性设计
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1972年美国某厂房屋盖20m跨长的焊接箱型梁在施工时 破坏，气温为-12摄氏度；1977年1月美国一座三跨连续焊 接板梁桥的106m中跨，腹板沿3.35m的梁高度从下至上裂 开，当时气温很低，桥梁完工后还未正式交付使用。
一 钢结构的脆性破坏
1972年东北地区某发电厂是施工过程中，36m钢 屋架加工完毕运至现场后，发现85%的运送单元在 下弦转角节点处产生不同程度的裂缝，其中有两 条裂缝延伸到远离热影响区的部位，长110mm，宽 0.1~0.2mm。由于发现得早，及时采取措施才没有 造成更大的损失。
图4-4 角焊缝可能造成层间撕裂
一 钢结构的脆性破坏 第一节：钢结构的脆性破坏
2、避免几何形状或尺寸突然变化造成的应力集中。防 止应力集中处出现双轴或三轴拉应力状态，后者更容易发 生脆性破坏。
焊缝不多的部位，由于受到的约束少，处于弱应力状态； 焊缝多的部位，则处于强应力状态。
3、应具备一定的韧性。
一 钢结构的脆性破坏
图 4-1 焊接区域应力应变关系
一 钢结构的脆性破坏
焊接结构的脆性破坏经常发生在气温较低的情况， 结构的钢材厚度较大，破坏时结构并未超载，应力水 平尚未达到设计应力。
断裂是在荷载和侵蚀环境作用下，裂纹扩展到临界 尺寸时发生的。尖锐的裂纹使构件受力时处于高度的 应力集中。裂纹随应力的增大而扩展，起初是稳定的 扩展，后来发展到临界状态，出现失稳扩展而断裂。
图4-5 单层翼缘板和多层翼缘板
二 钢结构延性设计的基本概念 1、结构抗震设计的三准则
1 小震不坏
刚度准则
2 中震可修
强度准则
3 大震不倒
延性准则
二 钢结构延性设计的基本概念
1、结构抗震设计的三准则
1 小震不坏
刚度准则
设计者必须保证当地发生十年至十五年出现一次 的小地震时，建筑物应无任何破坏。
如何防止较脆的且只能承受有限变 形的非结构构件产生破坏
必须限制结构的弹性位移，如层间 位移等
二 钢结构延性设计的基本概念
1、结构抗震设计的三准则
2 中震可修
强度准则
对于不常发生的中等地震，允许有一 些非结构构件受到损坏。
但必须避免结构的某些部位由于大的非弹性变形而 损坏，以免昂贵而又困难的修复工作
在地震动荷载下总的结构反 应必须是弹性的
二 钢结构延性设计的基本概念
一 钢结构的脆性破坏
角焊缝的表面做 成凹形有利于缓和 应力集中，但表面 有较大的收缩应力 ，容易开裂。改用 凸形就可以避免这 个问题。
图4-3 角焊缝可能出现裂纹的情况
一 钢结构的脆性破坏
图 4-4(a) 和 (c) 遇到竖板在端部有 分层时，就会出现 层 状 撕 裂 。 图 44(b)和(d)的做法则 可以避免撕裂。
4、采用超静定结构，建立多路径传递荷载的机制。
单一的大梁承重的结构如果受拉翼缘发生脆性断裂就会 整体失效，但在多梁结构中，一根梁失效后，荷载会由其 他梁来承担，使得结构内力发生重分布。
一 钢结构的脆性破坏 第一节：钢结构的脆性破坏
一根构件，也可以实现多路径传递荷载的目的。如果梁 的弯矩很大，单层翼缘板的厚度会很大。如果采用多层板， 其中一块板由于受拉而出现裂纹不会波及其他板件。
一 钢结构的脆性破坏
图 4-2 裂缝宽度与强度的关系
一 钢结构的脆性破坏
❖ 防止钢结构脆性破坏的措施：
1、通过保证施工质量和加强检验控制原始裂纹的尺寸
焊缝是否会出现裂纹与施焊工艺、材料及设计细节都有关系。 当焊接结构的板厚较大，如果含碳量高，连接内部有约束作用， 焊缝冷却时的收缩作用受到约束，就可能促使裂纹发生。此外， 焊缝的收缩作用还可能导致板件的层间撕裂。
一、建立更加完善的构件模型，把精力主要放在构件与结 构的稳定性上，当支撑设置适当，在发生塑性变形时，不 会造成结构或构件的整体失稳。
相互交融
二、发展设计方法和构造措施，以使结构在地震荷载下发 生循环非弹性变形和能保持稳定的塑性行为。需要构造措 施保证在此之前不发生失稳破坏。
延性十分重要
二 钢结构延性设计的基本概念 3、结构的延性
二 钢结构延性设计的基本概念
3、结构的延性
* 延性概念的发展
材料的角度： 材料能够抵抗较大的非弹性变形而不降低其强度的能力。 1964年,ASM（the Metal Handbook of the American Society for Metals)
“Ductility” as “the ability of a material to deform plastically without fracture
从破坏的油罐切取带凿痕的试样在0度进行弯曲试 验（有凿痕一侧受拉），折断时没有明显的变形，而 磨去冷加工部分和凿痕的试件，则弯至45度不出现裂 纹。
一 钢结构的脆性破坏
1943年1月一艘油轮在船坞中突然断成两截，当时气温5摄氏度，船上只有试航的载重，内力约为最大设计内力的 一半。在以后的10年中，又有200多艘在第二次世界大战期 间建造的焊接船舶破坏。
一 钢结构的脆性破坏
在焊接逐渐取代铆接的时期，脆性破坏的事故增多。 1938年比利时哈塞尔特发生一起全焊空腹桁架桥的破坏事 故。哈塞尔特桥跨长74.5m，在交付使用一年后突然裂成三 段坠入阿尔陪运河。
破坏由下弦断裂开始，6min后桥即垮下。当时气温较低， 而桥梁只承受较轻的荷载。
该桥采用软钢制造，上下弦均为两根工字钢组合焊成的 箱型截面，最大厚度为56mm，节点板为铸件，裂口有的经 过裂缝，有的经过钢板。
二 钢结构延性设计的基本概念 2、抗震设计的目标
抗震设计基本原理的核心： 构造
在不可预见的激烈的地面运动中，在结构内选择一个特 定的耗能方式，即要求设计能够保证在发生大震时一个 建筑物一定会怎样反应
而非 通过抗震分析，估计一个建筑物可能会怎样反应
二 钢结构延性设计的基本概念 2、抗震设计的目标
能量耗散机构的选择
Material ductility alone is not a guarantee of ductile structural when steel components and connections can fail in brittle manner
二 钢结构延性设计的基本概念 3、结构的延性 * 延性设计的起源和发展
1、结构抗震设计的三准则
3 大震不倒
延性准则
设计者要保证在使用期限内不会由于罕遇地震（最大地 震力）而倒塌，造成极大的经济损失。
结构必须具有相当大的非 弹性变形能力
二 钢结构延性设计的基本概念 2、抗震设计的目标
1 可行的能量耗散机构
塑性变形耗能
I ：建立希望出现的塑性铰次序； II：依据I，给予每个构件适当的强度，以保证 结构的塑性铰旨在选择的位置出现。
一 钢结构的脆性破坏
❖ 焊接结构出现脆性破坏的原因：
1、焊缝存在缺陷如：裂纹、欠焊、夹渣和气孔等，这些缺 陷容易引起断裂；
2、焊接后结构内部有残余应力； 3、焊接结构的连接具有较大的刚性。（如三条相互垂直的 焊缝），限制了材料塑性变形的发展； 4、结构复杂，使用条件恶劣（如海洋结构）； 5、设计时采用更精细的计算方法并利用材料的非弹性性能 以降低造价，致使结构的安全储备降低。
Michel Bruneau
在20世纪的上半叶，学者们开始关注钢材与钢构件截面 上的塑性性能；
1914年，有一些相关的实验报告出来，这些研究活动 主要集中在德国
例如： 现在被广泛采用的Von-Mises (Huber-Hency-Mises)屈服 准则就是源于1904，1913，1925年的研究成果
二 钢结构延性设计的基本概念
当时的设计方 法和条文目前 仍在沿用
American Institute of Steel Construction
Canada Institute of Steel Construction
二 钢结构延性设计的基本概念
3、结构的延性 * 延性设计的起源和发展
当抗震成为人们关注的热点后，研究方向主要朝两个方向发展：
定义“延性”为金属产生塑性变形而不产生裂缝的能力
二 钢结构延性设计的基本概念
3、结构的延性
材料的延性 结构的延性
* 延性概念的发展
根据上述概念，过去的观点一直认为：
钢材是目前建筑材料延性最好的，因此，在钢结构设计中， 想当然地利用了钢材的塑性变形能力；
但是，事实表明：仅仅材料的良好延性并不能保证结构获 得应具备的延性。
*钢结构延性设计所包含的内容： ➢材料层次的延性 ➢截面与构件层次的延性 ➢结构层次的延性
节点不屈服十分重要
二 钢结构延性设计的基本概念
3、结构的延性
延性的度量方式
结构的延性一般通过位移延性系数来度量 ：
非弹性末端的变位（极限位移） 加州结构工程师协会 推荐：
u y
u y 3 ~ 5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
开始屈服的变位（弹性极限位移）
1860s，Luder在实验中发现受拉试件超过弹性极限时会 在其表面出现塑性铰线；
1886，Bauschinger进行了生铁试件的非弹性循环实验 随后，其与Tetmajer一起进行了生铁柱在塑性范围内的屈 曲实验，提出了在当时欧洲广泛应用的柱强度经验公式
二 钢结构延性设计的基本概念
3、结构的延性 * 延性设计的起源和发展
二 钢结构延性设计的基本概念
钢结构延性设计的基础
截面、构件、结构（包括节点）的塑性分析
Ductile Design of Steel Structures
1 钢材 2 截面的塑性行为 3 塑性分析的概念 4 塑性分析的一般方法 5 塑性分析的应用 6 建筑荷载规范抗震设计思想 7 延性抗弯钢框架的设计 8 延性支撑钢框架结构的设计 9 延性钢板剪力墙的设计 10 其他耗能体系 11 钢梁的稳定性与转动能力
不同的结构体系的适宜能量耗散机构可能有所不同。 举例：多层框架结构
塑性铰必须产生在所有的梁上 强柱弱梁
二 钢结构延性设计的基本概念
2、抗震设计的目标
能量耗散机构的选择
通常做法： I ：先选择一些构件，使之耗能； II：其它构件则被予以足够强度，以保证已 经确定的耗能方式。
二 钢结构延性设计的基本概念
二 钢结构延性设计的基本概念 3、结构的延性
延性的度量方式
构件（以弯曲变形为主的构件）的延性 一般通过截面延性系数（曲率延性系数）来度量 ：
截面非弹性末端的曲率
u y
截面开始屈服的曲率
二 钢结构延性设计的基本概念
3、结构的延性
延性设计方法
框架结构的整体位移延性系数
控 制
构件截面的曲率延性系数
必须强迫结构按预定次序和位置出现塑性铰以使 结构按预定的模式破坏
一 钢结构的脆性破坏
到1960年为止，除船舶外，世界各地至少发生过 40起引人注目的大型焊接钢结构破坏事故。
焊接的压力容器和油罐也不乏脆性破坏事故的报 告。1952年欧洲有三座直径为44m、高13.7米的油罐 破坏。当时这些油罐还未使用，气温为-4摄氏度，最 大板厚为22mm，材料也是软钢。施工时油罐的焊缝曾 从罐内加工凿平，还因矫正变形而对油罐猛烈锤击过。 冷加工和凿痕至少是引起脆性破坏的部分原因。
3、结构的延性
延性概念的引入
i ：动力分析表明:理论分析的弹性反应惯性力要比设计 规范对地震荷载下建议的侧向力大很多，差值几乎无法 用安全系数调和； ii：但按规范设计的结构大多数经受住了地震的考验
iii：原因：结构通过了非弹性变形吸震和耗能
二 钢结构延性设计的基本概念
3、结构的延性
基本概念
所谓一个结构具有延性行为是指它能够承受较大 的非弹性变形，而强度并不显著降低，故不至引 起结构的失稳和倒塌
3、结构的延性 * 延性设计的起源和发展
在20世纪的50s和60s，是这一领域相关研究的鼎盛时期
其中以美国和英国的学者最为活跃，他们集合了其它国 家学者的成果，给出了塑性设计与分析的工具，以替代 当时的容许应力法（allowable stress method)
此后，进一步的分析和实验研究则不仅针对构件的极限 承载力，也开始针对整个结构体系。
钢结构延性设计
一 钢结构的脆性破坏
钢结构的脆性破坏在铆接结构时期就已经发生，不过为 数不多，因而没有引起人们的重视。那时多数事故出现在 储液罐和高压水管。
例如：1925年12月美国一座直径为35.7m，高12.8m， 壁厚25mm，由软钢制作的油罐，当气温由15摄氏度骤降至 -20摄氏度时破坏。当时油罐装满原油，破坏引起了火灾。
一 钢结构的脆性破坏
1972年东北地区某发电厂是施工过程中，36m钢 屋架加工完毕运至现场后，发现85%的运送单元在 下弦转角节点处产生不同程度的裂缝，其中有两 条裂缝延伸到远离热影响区的部位，长110mm，宽 0.1~0.2mm。由于发现得早，及时采取措施才没有 造成更大的损失。
图4-4 角焊缝可能造成层间撕裂
一 钢结构的脆性破坏 第一节：钢结构的脆性破坏
2、避免几何形状或尺寸突然变化造成的应力集中。防 止应力集中处出现双轴或三轴拉应力状态，后者更容易发 生脆性破坏。
焊缝不多的部位，由于受到的约束少，处于弱应力状态； 焊缝多的部位，则处于强应力状态。
3、应具备一定的韧性。
一 钢结构的脆性破坏
图 4-1 焊接区域应力应变关系
一 钢结构的脆性破坏
焊接结构的脆性破坏经常发生在气温较低的情况， 结构的钢材厚度较大，破坏时结构并未超载，应力水 平尚未达到设计应力。
断裂是在荷载和侵蚀环境作用下，裂纹扩展到临界 尺寸时发生的。尖锐的裂纹使构件受力时处于高度的 应力集中。裂纹随应力的增大而扩展，起初是稳定的 扩展，后来发展到临界状态，出现失稳扩展而断裂。
图4-5 单层翼缘板和多层翼缘板
二 钢结构延性设计的基本概念 1、结构抗震设计的三准则
1 小震不坏
刚度准则
2 中震可修
强度准则
3 大震不倒
延性准则
二 钢结构延性设计的基本概念
1、结构抗震设计的三准则
1 小震不坏
刚度准则
设计者必须保证当地发生十年至十五年出现一次 的小地震时，建筑物应无任何破坏。
如何防止较脆的且只能承受有限变 形的非结构构件产生破坏
必须限制结构的弹性位移，如层间 位移等
二 钢结构延性设计的基本概念
1、结构抗震设计的三准则
2 中震可修
强度准则
对于不常发生的中等地震，允许有一 些非结构构件受到损坏。
但必须避免结构的某些部位由于大的非弹性变形而 损坏，以免昂贵而又困难的修复工作
在地震动荷载下总的结构反 应必须是弹性的
二 钢结构延性设计的基本概念
一 钢结构的脆性破坏
角焊缝的表面做 成凹形有利于缓和 应力集中，但表面 有较大的收缩应力 ，容易开裂。改用 凸形就可以避免这 个问题。
图4-3 角焊缝可能出现裂纹的情况
一 钢结构的脆性破坏
图 4-4(a) 和 (c) 遇到竖板在端部有 分层时，就会出现 层 状 撕 裂 。 图 44(b)和(d)的做法则 可以避免撕裂。
4、采用超静定结构，建立多路径传递荷载的机制。
单一的大梁承重的结构如果受拉翼缘发生脆性断裂就会 整体失效，但在多梁结构中，一根梁失效后，荷载会由其 他梁来承担，使得结构内力发生重分布。
一 钢结构的脆性破坏 第一节：钢结构的脆性破坏
一根构件，也可以实现多路径传递荷载的目的。如果梁 的弯矩很大，单层翼缘板的厚度会很大。如果采用多层板， 其中一块板由于受拉而出现裂纹不会波及其他板件。
一 钢结构的脆性破坏
图 4-2 裂缝宽度与强度的关系
一 钢结构的脆性破坏
❖ 防止钢结构脆性破坏的措施：
1、通过保证施工质量和加强检验控制原始裂纹的尺寸
焊缝是否会出现裂纹与施焊工艺、材料及设计细节都有关系。 当焊接结构的板厚较大，如果含碳量高，连接内部有约束作用， 焊缝冷却时的收缩作用受到约束，就可能促使裂纹发生。此外， 焊缝的收缩作用还可能导致板件的层间撕裂。
一、建立更加完善的构件模型，把精力主要放在构件与结 构的稳定性上，当支撑设置适当，在发生塑性变形时，不 会造成结构或构件的整体失稳。
相互交融
二、发展设计方法和构造措施，以使结构在地震荷载下发 生循环非弹性变形和能保持稳定的塑性行为。需要构造措 施保证在此之前不发生失稳破坏。
延性十分重要
二 钢结构延性设计的基本概念 3、结构的延性
二 钢结构延性设计的基本概念
3、结构的延性
* 延性概念的发展
材料的角度： 材料能够抵抗较大的非弹性变形而不降低其强度的能力。 1964年,ASM（the Metal Handbook of the American Society for Metals)
“Ductility” as “the ability of a material to deform plastically without fracture
从破坏的油罐切取带凿痕的试样在0度进行弯曲试 验（有凿痕一侧受拉），折断时没有明显的变形，而 磨去冷加工部分和凿痕的试件，则弯至45度不出现裂 纹。
一 钢结构的脆性破坏
1943年1月一艘油轮在船坞中突然断成两截，当时气温5摄氏度，船上只有试航的载重，内力约为最大设计内力的 一半。在以后的10年中，又有200多艘在第二次世界大战期 间建造的焊接船舶破坏。
一 钢结构的脆性破坏
在焊接逐渐取代铆接的时期，脆性破坏的事故增多。 1938年比利时哈塞尔特发生一起全焊空腹桁架桥的破坏事 故。哈塞尔特桥跨长74.5m，在交付使用一年后突然裂成三 段坠入阿尔陪运河。
破坏由下弦断裂开始，6min后桥即垮下。当时气温较低， 而桥梁只承受较轻的荷载。
该桥采用软钢制造，上下弦均为两根工字钢组合焊成的 箱型截面，最大厚度为56mm，节点板为铸件，裂口有的经 过裂缝，有的经过钢板。
二 钢结构延性设计的基本概念 2、抗震设计的目标
抗震设计基本原理的核心： 构造
在不可预见的激烈的地面运动中，在结构内选择一个特 定的耗能方式，即要求设计能够保证在发生大震时一个 建筑物一定会怎样反应
而非 通过抗震分析，估计一个建筑物可能会怎样反应
二 钢结构延性设计的基本概念 2、抗震设计的目标
能量耗散机构的选择
Material ductility alone is not a guarantee of ductile structural when steel components and connections can fail in brittle manner
二 钢结构延性设计的基本概念 3、结构的延性 * 延性设计的起源和发展
1、结构抗震设计的三准则
3 大震不倒
延性准则
设计者要保证在使用期限内不会由于罕遇地震（最大地 震力）而倒塌，造成极大的经济损失。
结构必须具有相当大的非 弹性变形能力
二 钢结构延性设计的基本概念 2、抗震设计的目标
1 可行的能量耗散机构
塑性变形耗能
I ：建立希望出现的塑性铰次序； II：依据I，给予每个构件适当的强度，以保证 结构的塑性铰旨在选择的位置出现。
一 钢结构的脆性破坏
❖ 焊接结构出现脆性破坏的原因：
1、焊缝存在缺陷如：裂纹、欠焊、夹渣和气孔等，这些缺 陷容易引起断裂；
2、焊接后结构内部有残余应力； 3、焊接结构的连接具有较大的刚性。（如三条相互垂直的 焊缝），限制了材料塑性变形的发展； 4、结构复杂，使用条件恶劣（如海洋结构）； 5、设计时采用更精细的计算方法并利用材料的非弹性性能 以降低造价，致使结构的安全储备降低。
Michel Bruneau
在20世纪的上半叶，学者们开始关注钢材与钢构件截面 上的塑性性能；
1914年，有一些相关的实验报告出来，这些研究活动 主要集中在德国
例如： 现在被广泛采用的Von-Mises (Huber-Hency-Mises)屈服 准则就是源于1904，1913，1925年的研究成果
二 钢结构延性设计的基本概念
当时的设计方 法和条文目前 仍在沿用
American Institute of Steel Construction
Canada Institute of Steel Construction
二 钢结构延性设计的基本概念
3、结构的延性 * 延性设计的起源和发展
当抗震成为人们关注的热点后，研究方向主要朝两个方向发展：
定义“延性”为金属产生塑性变形而不产生裂缝的能力
二 钢结构延性设计的基本概念
3、结构的延性
材料的延性 结构的延性
* 延性概念的发展
根据上述概念，过去的观点一直认为：
钢材是目前建筑材料延性最好的，因此，在钢结构设计中， 想当然地利用了钢材的塑性变形能力；
但是，事实表明：仅仅材料的良好延性并不能保证结构获 得应具备的延性。
*钢结构延性设计所包含的内容： ➢材料层次的延性 ➢截面与构件层次的延性 ➢结构层次的延性
节点不屈服十分重要
二 钢结构延性设计的基本概念
3、结构的延性
延性的度量方式
结构的延性一般通过位移延性系数来度量 ：
非弹性末端的变位（极限位移） 加州结构工程师协会 推荐：
u y
u y 3 ~ 5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
开始屈服的变位（弹性极限位移）
1860s，Luder在实验中发现受拉试件超过弹性极限时会 在其表面出现塑性铰线；
1886，Bauschinger进行了生铁试件的非弹性循环实验 随后，其与Tetmajer一起进行了生铁柱在塑性范围内的屈 曲实验，提出了在当时欧洲广泛应用的柱强度经验公式
二 钢结构延性设计的基本概念
3、结构的延性 * 延性设计的起源和发展
二 钢结构延性设计的基本概念
钢结构延性设计的基础
截面、构件、结构（包括节点）的塑性分析
Ductile Design of Steel Structures
1 钢材 2 截面的塑性行为 3 塑性分析的概念 4 塑性分析的一般方法 5 塑性分析的应用 6 建筑荷载规范抗震设计思想 7 延性抗弯钢框架的设计 8 延性支撑钢框架结构的设计 9 延性钢板剪力墙的设计 10 其他耗能体系 11 钢梁的稳定性与转动能力
不同的结构体系的适宜能量耗散机构可能有所不同。 举例：多层框架结构
塑性铰必须产生在所有的梁上 强柱弱梁
二 钢结构延性设计的基本概念
2、抗震设计的目标
能量耗散机构的选择
通常做法： I ：先选择一些构件，使之耗能； II：其它构件则被予以足够强度，以保证已 经确定的耗能方式。
二 钢结构延性设计的基本概念
二 钢结构延性设计的基本概念 3、结构的延性
延性的度量方式
构件（以弯曲变形为主的构件）的延性 一般通过截面延性系数（曲率延性系数）来度量 ：
截面非弹性末端的曲率
u y
截面开始屈服的曲率
二 钢结构延性设计的基本概念
3、结构的延性
延性设计方法
框架结构的整体位移延性系数
控 制
构件截面的曲率延性系数
必须强迫结构按预定次序和位置出现塑性铰以使 结构按预定的模式破坏
一 钢结构的脆性破坏
到1960年为止，除船舶外，世界各地至少发生过 40起引人注目的大型焊接钢结构破坏事故。
焊接的压力容器和油罐也不乏脆性破坏事故的报 告。1952年欧洲有三座直径为44m、高13.7米的油罐 破坏。当时这些油罐还未使用，气温为-4摄氏度，最 大板厚为22mm，材料也是软钢。施工时油罐的焊缝曾 从罐内加工凿平，还因矫正变形而对油罐猛烈锤击过。 冷加工和凿痕至少是引起脆性破坏的部分原因。
3、结构的延性
延性概念的引入
i ：动力分析表明:理论分析的弹性反应惯性力要比设计 规范对地震荷载下建议的侧向力大很多，差值几乎无法 用安全系数调和； ii：但按规范设计的结构大多数经受住了地震的考验
iii：原因：结构通过了非弹性变形吸震和耗能
二 钢结构延性设计的基本概念
3、结构的延性
基本概念
所谓一个结构具有延性行为是指它能够承受较大 的非弹性变形，而强度并不显著降低，故不至引 起结构的失稳和倒塌
3、结构的延性 * 延性设计的起源和发展
在20世纪的50s和60s，是这一领域相关研究的鼎盛时期
其中以美国和英国的学者最为活跃，他们集合了其它国 家学者的成果，给出了塑性设计与分析的工具，以替代 当时的容许应力法（allowable stress method)
此后，进一步的分析和实验研究则不仅针对构件的极限 承载力，也开始针对整个结构体系。
钢结构延性设计
一 钢结构的脆性破坏
钢结构的脆性破坏在铆接结构时期就已经发生，不过为 数不多，因而没有引起人们的重视。那时多数事故出现在 储液罐和高压水管。
例如：1925年12月美国一座直径为35.7m，高12.8m， 壁厚25mm，由软钢制作的油罐，当气温由15摄氏度骤降至 -20摄氏度时破坏。当时油罐装满原油，破坏引起了火灾。