[分享]结构的延性（Ductility）与抗震设计（Seismic Design）
在结构抗震设计时，我们通常会说，要保证结构有足够的延性（Ductility），何为延性？为何延性在抗震设计中如何重要？首先看下图中的玻璃和橡胶，哪个抗压强度大？当然，这里指的是普通玻璃，不是钢化玻璃。肯定玻璃的强度要高一些，试想一下，你拿根坚硬的针，能在玻璃上能扎个孔出来吗？似乎很难。但是，你可以很容易的在橡胶上扎个孔。尽管玻璃的强度大，但是你不会觉得玻璃更“结实”，你试着拿个锤子，可以一锤子将玻璃砸碎，但是却不会砸碎橡胶。原因在于，橡胶的变形能力大，即延性大。当材料的强度提高时，它的变性能力，即延性（Ductility）通常会变差。
结构设计也是一样的道理，我们不可能无限制的通过提高结构的承载能力（Bearing Capacity）来达到抗震的目的，原因在于：（1）地震具有不确定性，就算承载能力再高，也有可能会遭遇超过设防烈度（fortification intensity）的地震作用；（2）结构设计的基本原则应该是安全、经济、有效，承载能力设计过高，经济性差，因为设计了如此高的承载能力，花费了巨额投资，在结构服役期内却未必有地震作用；（3）更重要的是，承载力设计过高，结构的延性（Ductility）较差，会出现地震作用超过承载能力后，结构象玻璃一样立即产生“脆性破坏”（brittle failure）。
上图表示了结构设计中的延性考虑思路，三种方案中地震能量是一样的。图(a)表示结构有很高的承载能力，但是几乎没有延性，输入的地震能量完全转变为结构的弹性变形能，这样的结构设计方案耗资巨大；图（b)表示将结构的承载能力降低，利用结构屈服后的弹塑性变形来耗散地震能量；图(c）表示将结构的承载能力进一步降低，结构的延性加强。
框架结构中，延性设计措施概括起来有三句话：强柱弱梁（strong column weak beam），强剪弱弯（strong shear weak bending），强节点强锚固（strong node weak anchor）。
（1）强柱弱梁，是要求结构在强震下进入塑性阶段时，塑性铰要在首先在梁端出现，而不是柱端。因为梁端塑性铰为局部破坏机制，可以利用梁端塑性铰的转动来耗能。而柱端塑性铰为整体倒塌机制，柱端一旦出现塑性铰，整个结构将会丧失承载能力。
（2)强剪弱弯，是要求结构的抗剪能力要强于抗弯能力，避免结构或构件在弯曲破坏之前已经形成剪切破坏，以保证构件、结构的延性。因为剪切破坏是一种脆性破坏，耗能能力差。
（3）强节点强锚固，是指构件在自身破坏之前，避免出现节点区破坏和钢筋锚固破坏，否则构件自身的耗能能力无法得到充分利用。
注；本文转自“建筑结构抗震”微信公众平台。
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