钢筋的延性和结构的延性有什么关系

如题所述

截面延性衡量着截面的塑性转动能力,即塑性铰的转动能力,对应于弯矩-曲率关系曲线,表达式为极限曲率/屈服曲率。在适当配筋率下,由于受拉钢筋屈服时截面并没有屈服,因此需对屈服曲率进行放大调整,调整系数约为1.1~1.2,即,极限曲率通常取受压区边缘混凝土达到其极限压应变时的曲率,即:截面曲率延性一般可从相对受压区高度的角度理解,影响截面延性的因素主要有:
1)砼强度,两面性:强度提高脆性增强,材料延性降低;强度提高受压区高度减少,截面延性提高;
2)轴压比,减小轴压比,受压区高度减小,延性提高;
3)箍筋,约束砼的极限压应变增大,变相提高砼强度,受压区高度减小,延性提高(规范中轴压比在特别箍筋条件下适当放松,即是此方面的考虑);
4)纵向钢筋,高强度钢筋à屈服强度高à屈服应变大à屈服曲率提高à截面延性降低,配置受压钢筋à受压区高度降低à截面延性提高,提高配筋率à变相降低轴压比(提高轴压承载力);
5)截面形状,规则截面(圆形、方形及矩形)破坏流动性低,方向性明确,较不规则截面(异形柱)延性好。
对于压弯构件(墙、柱与斜撑等),如上述配筋率的描述,配筋率左右着轴压承载力,随着轴压承载力的提高,构件的塑性变形长度变大,因此截面延性提高。
但是,结构工程师需要充分认识到,配筋率不是提高竖向构件延性的首要因素,即配筋率的功效比较低。对于受弯构件(梁等),延性随配筋率的提高而降低,但当配置适当充分的受压钢筋,有利于改善高配筋率带来的延性不足,这也是规范弱化受拉钢筋配筋率的缘由
构件延性表征的是塑性铰的转动能力,由于曲率与位移存在比值关系,因此位移延性与截面曲率延性存在关系式,k为与构件长度、塑性铰长度相关系数。构件的塑性变形集中于两端的塑性铰区,曲率延性系数应比位移延性系数大(截面延性要求高于构件延性要求),才能保证抗震要求(关系式也传达此信息)。
避免倒塌思路:位移延性系数限值(倒塌临界值)à曲率延性系数à砼极限压应变à采取措施满足。
结构延性通常用顶点位移或层间位移来表达,由于结构延性与构件延性存在藕断丝连的联系,因此结构延性(系数)难直观得出,常借助于静力弹塑性分析近似判断,也就是经常见到的基底剪力-顶点位移曲线。
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