工程結(jié)構(gòu)的魯棒性PPT

1、工程結(jié)構(gòu)的魯棒性 目前我國土木工程結(jié)構(gòu)教育和各種工程結(jié)構(gòu)設計規(guī)范的主要內(nèi)容，對結(jié)構(gòu)安全性的計算都是著落于結(jié)構(gòu)構(gòu)件這顯然沒有能夠使得結(jié)構(gòu)工程師更多的考慮整體結(jié)構(gòu)的安全性這是我國工程結(jié)構(gòu)教育、結(jié)構(gòu)工程師訓練、設計水平和能力不足的一個重要原因，也是導致某些工程結(jié)構(gòu)安全性不夠的重要原因雖然結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性與整體結(jié)構(gòu)的安全性有一定的聯(lián)系，但結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性整體結(jié)構(gòu)的安全性所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性相同的結(jié)構(gòu)，其整體結(jié)構(gòu)的安全性不一定相同一個結(jié)構(gòu)工程師的設計水平，往往體現(xiàn)在他對整體結(jié)構(gòu)安全性的把握工程結(jié)構(gòu)的魯棒性就是研究整體結(jié)構(gòu)安全性，使結(jié)構(gòu)工程師在保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性的前提下，更多的關(guān)注整體結(jié)構(gòu)的安全性提綱結(jié)構(gòu)魯

2、棒性的概念和意義結(jié)構(gòu)破壞的定義結(jié)構(gòu)體系與魯棒性結(jié)構(gòu)破壞模式與魯棒性結(jié)構(gòu)的承載力和延性與魯棒性贅余構(gòu)件與魯棒性結(jié)語提綱結(jié)構(gòu)魯棒性的概念和意義結(jié)構(gòu)破壞的定義結(jié)構(gòu)體系與魯棒性結(jié)構(gòu)破壞模式與魯棒性結(jié)構(gòu)的承載力和延性與魯棒性贅余構(gòu)件與魯棒性結(jié)語耐久性適用性承載能力極限狀態(tài)安全性結(jié)構(gòu)的功能SafetyServiceabilityDurability正常使用極限狀態(tài)魯棒性Robustness 意外情況下的安全性結(jié)構(gòu)魯棒性的概念和意義 魯棒性 Robustness Robustness的中文含義是：強壯的、健全的、費力的、堅固的、耐用的魯棒性：魯智深的棒子魯棒性：粗魯?shù)墓靼趑敯粜跃褪钦w結(jié)構(gòu)的健壯性 魯棒性

3、Robustness 魯棒性，結(jié)構(gòu)的整體性魯棒性，結(jié)構(gòu)的抗倒塌性易損性，結(jié)構(gòu)容易受到傷害或損傷的程度魯棒性的反意是易損性（Vulnerability）Jitendra A等（2003）對結(jié)構(gòu)易損性的解釋是，局部很小的破壞導致很大的結(jié)構(gòu)破壞顯然一個整體性好的結(jié)構(gòu)，也即結(jié)構(gòu)的局部破壞不影響結(jié)構(gòu)的整體安全性時，結(jié)構(gòu)的易損性就小，魯棒性就大 魯棒性 Robustness Robustness的中文含義是：強壯的、健全的、費力的、堅固的、耐用的相對于工程結(jié)構(gòu)在正常情況下的安全性、適用性和耐久性的性能，工程結(jié)構(gòu)的魯棒性是指整體結(jié)構(gòu)抵御意外事件的能力事實上，結(jié)構(gòu)的安全性往往是在意外事件情況下才能體現(xiàn)出來 魯

4、棒性 Robustness 意外事件是指在工程結(jié)構(gòu)使用階段可能出現(xiàn)，但其量值、作用形式和作用位置難以估計的非正常荷載和作用（如極罕遇地震、飛機撞擊、恐怖爆炸襲擊、重大人為失誤等）對于意外事件，在工程結(jié)構(gòu)的設計階段通常無法進行細致全面和深入的分析，并給予充分保證工程結(jié)構(gòu)在意外事件發(fā)生時和發(fā)生后，應能保持整體穩(wěn)定性，不應發(fā)生與其原因不相稱的倒塌或連續(xù)破壞，造成重大的生命和財產(chǎn)損失魯棒性與安全性既有聯(lián)系，又有區(qū)別兩者都是關(guān)心的工程結(jié)構(gòu)安全問題，但魯棒性是以避免工程整體結(jié)構(gòu)的終極垮塌為目標，是無法接受的安全性上限而安全性通常是以結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的最大承載力為目標，即按所謂的“承載力極限狀態(tài)”來考慮的安全性

5、。結(jié)構(gòu)達到最大承載力（極限狀態(tài)）并不意味著結(jié)構(gòu)的垮塌安全性是針對正常使用荷載和作用來考慮的，而魯棒性是針對意外荷載和作用來考慮的 魯棒性與安全性的關(guān)系魯棒性與安全性既有聯(lián)系，又有區(qū)別基本承載力安全儲備意外事件安全儲備安全性正常荷載和作用構(gòu)件破壞構(gòu)件最大承載力彈性計算承載力魯棒性與安全性的區(qū)別魯棒性意外荷載和作用結(jié)構(gòu)破壞(結(jié)構(gòu)體系)結(jié)構(gòu)最大承載力構(gòu)件連接彈塑性計算變形提綱結(jié)構(gòu)魯棒性的概念和意義結(jié)構(gòu)破壞的定義結(jié)構(gòu)體系與魯棒性結(jié)構(gòu)破壞模式與魯棒性結(jié)構(gòu)的承載力和延性與魯棒性贅余構(gòu)件與魯棒性結(jié)語結(jié)構(gòu)破壞的定義魯棒性是研究結(jié)構(gòu)產(chǎn)生災害性后果的破壞，如坍塌、連續(xù)破壞、傾覆。因此，首先需要對結(jié)構(gòu)破壞有一個明確

6、的概念。以構(gòu)件破壞定義 以結(jié)構(gòu)最大承載力定義 以結(jié)構(gòu)極限變形定義 以結(jié)構(gòu)承載力降低到最大承載力的某一百分比定義 以結(jié)構(gòu)形成可變機構(gòu)定義 結(jié)構(gòu)破壞的定義以構(gòu)件破壞定義結(jié)構(gòu)中任一個構(gòu)件的破壞即導致結(jié)構(gòu)垮塌。結(jié)構(gòu)破壞的定義臺灣地震，1999年9月21日，死亡2400多人神戶地震，1995年1月17日，死亡6430 人臺灣地震，1999年9月21日，死亡2400多人以構(gòu)件破壞定義結(jié)構(gòu)中任一個構(gòu)件的破壞即認為是結(jié)構(gòu)破壞符合這種破壞定義的結(jié)構(gòu)，其魯棒性小，即整體結(jié)構(gòu)的魯棒性取決于結(jié)構(gòu)中（首先破壞的）關(guān)鍵構(gòu)件的魯棒性要提高這類結(jié)構(gòu)的魯棒性，必需提高關(guān)鍵構(gòu)件的魯棒性，或增加關(guān)鍵構(gòu)件的安全儲備結(jié)構(gòu)破壞的定義以結(jié)

7、構(gòu)的最大承載力定義對于超靜定結(jié)構(gòu)，一個構(gòu)件達到最大承載力，并不意味著整體結(jié)構(gòu)達到最大承載力。如果先破壞的構(gòu)件具有足夠的延性，則整體結(jié)構(gòu)的承載力在第一個構(gòu)件破壞后仍然可以繼續(xù)增加，但整體結(jié)構(gòu)的剛度會有所降低，直至結(jié)構(gòu)中有足夠多的構(gòu)件達到破壞，結(jié)構(gòu)才達到最大承載力。 這意味著在達到結(jié)構(gòu)最大承載力以前，那些達到承載力構(gòu)件的延性對結(jié)構(gòu)的魯棒性具有重要意義。結(jié)構(gòu)破壞的定義不喪失整體結(jié)構(gòu)的冗余度以結(jié)構(gòu)的最大承載力定義結(jié)構(gòu)破壞的定義020406080100120140160050100150Lateral Displacement at Frame Top (mm)Lateral Force at Fram

8、e Top (kN)以結(jié)構(gòu)的極限變形定義對于延性好的結(jié)構(gòu)，在達到最大承載力后并不會立即垮塌，而是在保持一定承載力的情況下可以繼續(xù)經(jīng)受一定的變形，直至達到極限變形結(jié)構(gòu)的極限變形通常發(fā)生在結(jié)構(gòu)的最大承載力之后，反映了結(jié)構(gòu)破壞前的變形能力，代表結(jié)構(gòu)實際破壞的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)破壞的定義以結(jié)構(gòu)的極限變形定義 結(jié)構(gòu)破壞的定義020406080100120140160050100150Lateral Displacement at Frame Top (mm)Lateral Force at Frame Top (kN)以結(jié)構(gòu)承載力降低到最大承載力的某一百分比定義通常按降低15考慮。盡管極限變形反映結(jié)構(gòu)實際破壞

9、的極限狀態(tài)，但超過最大承載力后，結(jié)構(gòu)的承載力隨變形的增加不斷降低（材料強度降低、截面損傷、PD效應），如果這種承載力降低發(fā)生在結(jié)構(gòu)豎向承重關(guān)鍵構(gòu)件，則會因不能繼續(xù)承擔上部結(jié)構(gòu)自身的重量而發(fā)生垮塌。 結(jié)構(gòu)破壞的定義提綱結(jié)構(gòu)魯棒性的概念和意義結(jié)構(gòu)破壞的定義結(jié)構(gòu)體系與魯棒性結(jié)構(gòu)破壞模式與魯棒性結(jié)構(gòu)的承載力和延性與魯棒性贅余構(gòu)件與魯棒性結(jié)語明確結(jié)構(gòu)體系中不同構(gòu)件的作用 對于結(jié)構(gòu)的魯棒性來說，結(jié)構(gòu)中的不同構(gòu)件對于結(jié)構(gòu)魯棒性的貢獻是不同。結(jié)構(gòu)體系與魯棒性關(guān)鍵構(gòu)件一般構(gòu)件次要構(gòu)件贅余構(gòu)件明確結(jié)構(gòu)體系中不同構(gòu)件的作用 關(guān)鍵構(gòu)件是指其破壞容易引起結(jié)構(gòu)大范圍的破壞或垮塌的構(gòu)件。結(jié)構(gòu)工程師應具有確認結(jié)構(gòu)體系中關(guān)鍵構(gòu)

10、件的能力。結(jié)構(gòu)體系與魯棒性相對于關(guān)鍵構(gòu)件，結(jié)構(gòu)中的次要構(gòu)件是指那些破壞后不會導致整個結(jié)構(gòu)嚴重破壞的構(gòu)件。次要構(gòu)件的破壞甚至不會達到結(jié)構(gòu)的最大承載力或極限變形，或也不會使得結(jié)構(gòu)的承載力有很大降低，或也不會使得結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系。明確結(jié)構(gòu)體系中不同構(gòu)件的作用 除關(guān)鍵構(gòu)件和次要構(gòu)件外，其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件屬于一般構(gòu)件。一般構(gòu)件的破壞對整體結(jié)構(gòu)的承載力有一定影響，但不會導致整體結(jié)構(gòu)的承載力產(chǎn)生急劇降低。通常，一定數(shù)量的一般構(gòu)件破壞后才會導致整體結(jié)構(gòu)的嚴重破壞。 結(jié)構(gòu)體系與魯棒性明確結(jié)構(gòu)體系中不同構(gòu)件的作用 正確區(qū)分結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵構(gòu)件、一般構(gòu)件和次要構(gòu)件是保證結(jié)構(gòu)抗震設計具有足夠魯棒性的前提。然而，目前我國各種

11、結(jié)構(gòu)設計規(guī)范，往往都是針對一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設計計算（實際上是針對構(gòu)件的截面承載力計算的），且所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全度基本都是相同，這種做法違背結(jié)構(gòu)魯棒性原則，因為目前計算出的可靠度并不能直接換算成結(jié)構(gòu)的破壞概率，它與結(jié)構(gòu)的整體倒塌更無可比性（陳瑞金、劉西拉，1989）。結(jié)構(gòu)體系與魯棒性明確結(jié)構(gòu)體系中不同構(gòu)件的作用 從結(jié)構(gòu)的魯棒性觀點來看，構(gòu)件的安全度與結(jié)構(gòu)的安全度完全是兩回事，這一點往往被我國結(jié)構(gòu)設計人員所忽視，在我國各類結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中也強調(diào)得很少。 結(jié)構(gòu)體系與魯棒性明確結(jié)構(gòu)體系中不同構(gòu)件的作用 基于結(jié)構(gòu)魯棒性原理，對于關(guān)鍵構(gòu)件應增加其安全度，或者將關(guān)鍵構(gòu)件設計成具有魯棒性的構(gòu)件盡管這種區(qū)分和提高安

12、全度要求的做法可能僅僅是概念性，然而這種原則規(guī)定對工程師在設計時是有重要提示的。 結(jié)構(gòu)體系與魯棒性明確結(jié)構(gòu)體系中不同構(gòu)件的作用 基于結(jié)構(gòu)魯棒性原理，對于關(guān)鍵構(gòu)件應增加其安全度，或者將關(guān)鍵構(gòu)件設計成具有魯棒性的構(gòu)件?？拐鹨?guī)范中對增加關(guān)鍵構(gòu)件的安全度雖有所體現(xiàn)（如抗震等級、強柱弱梁、強連接弱構(gòu)件的設計原則和方法、框支柱的承載力增大系數(shù)），但在結(jié)構(gòu)總體抗震設計原則上沒有針對不同結(jié)構(gòu)體系來區(qū)分關(guān)鍵構(gòu)件，并給出相應的更高要求的安全度。盡管這種區(qū)分和提高安全度要求的做法可能僅僅是概念性，然而這種原則規(guī)定對工程師在設計時是有重要提示的。 結(jié)構(gòu)體系與魯棒性明確結(jié)構(gòu)體系中不同構(gòu)件的作用 目前確定關(guān)鍵構(gòu)件有一些理

13、論和方法還不成熟。因此，憑借工程師對整體結(jié)構(gòu)的理解和把握來區(qū)分關(guān)鍵構(gòu)件可能更為實際。 砌體結(jié)構(gòu)墻體 排架結(jié)構(gòu)排架柱 框架結(jié)構(gòu)框架柱，已采用“強柱弱梁”方法進行考慮； 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻； 框架-核心筒結(jié)構(gòu)核心筒；特別是近年來出現(xiàn)的鋼框 架-核心筒結(jié)構(gòu)，核心筒的安全度應 比現(xiàn)行規(guī)范明顯提高； 巨型框架結(jié)構(gòu)巨型框架柱； 筒中筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)外筒同等重要； 束筒結(jié)構(gòu)的所有筒體均同等重要。結(jié)構(gòu)體系與魯棒性北京電視中心日本橫濱地標明確結(jié)構(gòu)體系中不同構(gòu)件的作用 對于關(guān)鍵構(gòu)件，還可以采取合理的設計，使其成為具有魯棒性的構(gòu)件，使結(jié)構(gòu)的魯棒性得到提高如分體柱、鋼骨混凝土柱、鋼管混凝土疊合柱、有邊緣約束構(gòu)件的剪力墻

14、 結(jié)構(gòu)體系與魯棒性結(jié)構(gòu)體系與魯棒性結(jié)構(gòu)體系與魯棒性結(jié)構(gòu)體系與魯棒性結(jié)構(gòu)體系與魯棒性結(jié)構(gòu)體系與魯棒性C100由于結(jié)構(gòu)形式和破壞模式不同，關(guān)鍵構(gòu)件還可分為整體型關(guān)鍵構(gòu)件和局部型關(guān)鍵構(gòu)件。如剪力墻屬于整體型關(guān)鍵構(gòu)件，而框支柱屬于局部型關(guān)鍵構(gòu)件。對于局部型關(guān)鍵構(gòu)件應具有更高的安全度。結(jié)構(gòu)體系與魯棒性整體型關(guān)鍵構(gòu)件破壞前，有許多與其關(guān)聯(lián)的次要構(gòu)件先行破壞而局部型關(guān)鍵構(gòu)件破壞時，結(jié)構(gòu)中其它構(gòu)件往往尚未破壞典型的例子是新中央電視臺大樓，由于其特殊的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)中有很多構(gòu)件都成為局部型關(guān)鍵構(gòu)件結(jié)構(gòu)體系與魯棒性盡量形成超靜定結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)的魯棒性與結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)密切相關(guān)。超靜定次數(shù)也即在結(jié)構(gòu)魯棒性研究所說的結(jié)構(gòu)

15、冗余度。冗余度是結(jié)構(gòu)備用傳力路徑的指標結(jié)構(gòu)的冗余度越大，結(jié)構(gòu)備用傳力路徑越多，魯棒性也越高。結(jié)構(gòu)體系與魯棒性盡量形成超靜定結(jié)構(gòu) 當然，如果超靜定次數(shù)都是集中于結(jié)構(gòu)次要構(gòu)件部分，這種冗余度增加對提高結(jié)構(gòu)魯棒性的作用不大如框支結(jié)構(gòu)，即使上部結(jié)構(gòu)的冗余度再大，也不會提高結(jié)構(gòu)的魯棒性，因為此時結(jié)構(gòu)的魯棒性集中于局部型關(guān)鍵構(gòu)件的框支部分因此，只有對具有整體型關(guān)鍵構(gòu)件的結(jié)構(gòu)增加冗余度，才具有提高結(jié)構(gòu)魯棒性的意義 結(jié)構(gòu)體系與魯棒性盡量形成超靜定結(jié)構(gòu) 在結(jié)構(gòu)中增加贅余構(gòu)件，也會使得結(jié)構(gòu)超靜定次數(shù)增加。有時，可以利用一些非結(jié)構(gòu)構(gòu)件來作為贅余構(gòu)件，如隔墻，可以通過加強其與主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接，使其成為贅余構(gòu)件；又如

16、，利用結(jié)構(gòu)中的一些連系梁作為贅余構(gòu)件，也可以使得整體結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)大大增加。 結(jié)構(gòu)體系與魯棒性增強結(jié)構(gòu)的整體牢固性 結(jié)構(gòu)魯棒性大的一個重要標志，就是結(jié)構(gòu)具有整體性破壞模式，而不會由于結(jié)構(gòu)的局部破壞導致產(chǎn)生嚴重后果因此，通過加強構(gòu)件的連接或?qū)ｉT設置的某些構(gòu)件來增強結(jié)構(gòu)的整體性，對提高結(jié)構(gòu)的魯棒性有重要意義如砌體結(jié)構(gòu)中的圈梁和構(gòu)造柱，不僅可顯著提高墻體的承載力和變形能力，更重要的是使得原來較為松散的塊體結(jié)構(gòu)被這些圈梁和構(gòu)造柱連接形成整體，極大的提高了結(jié)構(gòu)的抗震魯棒性結(jié)構(gòu)體系與魯棒性唐山地震，1976年7月28日，死亡242,769人 增強結(jié)構(gòu)的整體牢固性 結(jié)構(gòu)體系與魯棒性增強結(jié)構(gòu)的整體牢固性 結(jié)

17、構(gòu)體系與魯棒性增強結(jié)構(gòu)的整體牢固性 增強結(jié)構(gòu)的整體牢固性，一般可通過可靠的連接或增強連接構(gòu)造措施來實現(xiàn)，如原來鉸接連接改為剛結(jié)連接。對于裝配式結(jié)構(gòu)，加強構(gòu)件間的連接構(gòu)造措施特別重要，如預制樓板之間，應采取措施將板端鋼筋拉結(jié)，使樓板形成整體。這種措施，通常費用增加較少，只是需要在設計中提高增強連接構(gòu)造的意識，并加強施工管理即可。 結(jié)構(gòu)體系與魯棒性增強結(jié)構(gòu)的整體牢固性 顯然，整體現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，由于其整體性好，因而具有較好的抗震魯棒性。而相對于鋼結(jié)構(gòu)，盡管鋼構(gòu)件本身具有較好的延性，但如果過多的采用螺栓連接，其整體性反而較差。即使是焊接，由于焊接區(qū)域材料的強度有可能低于鋼構(gòu)件本身的強度，可能導致連接

18、部位先于構(gòu)件破壞，使得在罕遇地震下結(jié)構(gòu)的整體性喪失。美國世貿(mào)大廈產(chǎn)生連續(xù)垮塌的原因之一，就是樓蓋結(jié)構(gòu)與框筒結(jié)構(gòu)的連接薄弱。結(jié)構(gòu)體系與魯棒性多重抗震結(jié)構(gòu)體系 多重抗震結(jié)構(gòu)體系就是具有兩個以上的整體性關(guān)鍵構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系，當其中的一個整體性關(guān)鍵構(gòu)件在罕遇地震下遭受一定程度的破壞，第二個整體性關(guān)鍵構(gòu)件依然可以使得整個結(jié)構(gòu)具備一定的抗震能力。束筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)等都是具有多重抗震體系的結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)體系與魯棒性 魯棒性與冗余度 與結(jié)構(gòu)魯棒性相關(guān)的另一個概念是結(jié)構(gòu)的冗余度 Redundancy結(jié)構(gòu)的冗余度，即結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)。但對結(jié)構(gòu)魯棒性來說，冗余度意味著具有備用傳力路徑，也即當意外事件造

19、成結(jié)構(gòu)中的某一構(gòu)件或局部破壞而喪失其承載能力，其原有傳力功能可轉(zhuǎn)由結(jié)構(gòu)其它未破壞部分傳遞，稱為備用傳力路徑和備用傳力能力。冗余度大的結(jié)構(gòu)，整體性好，備用傳力路徑多和備用傳力能力大，其魯棒性也高。提綱結(jié)構(gòu)魯棒性的概念和意義結(jié)構(gòu)破壞的定義結(jié)構(gòu)體系與魯棒性結(jié)構(gòu)破壞模式與魯棒性結(jié)構(gòu)的承載力和延性與魯棒性贅余構(gòu)件與魯棒性結(jié)語結(jié)構(gòu)的破壞模式可以分為整體型破壞模式和局部型破壞模式。具有整體破壞模式的結(jié)構(gòu)有：強柱弱梁框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、束筒結(jié)構(gòu)、巨型框架結(jié)構(gòu)等；而框支結(jié)構(gòu)、積木式結(jié)構(gòu)（砌體結(jié)構(gòu)）則往往容易產(chǎn)生局部式破壞模式，也即結(jié)構(gòu)局部的損壞即可能導致整體結(jié)構(gòu)的嚴重破壞、并造成重大災害。 只有對于

20、具有整體式破壞模式的結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)魯棒性的措施才具有實際意義。結(jié)構(gòu)破壞模式與魯棒性具有整體型破壞模式的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)體系中構(gòu)件的重要性層次明確，即具有整體型關(guān)鍵構(gòu)件、一般構(gòu)件、次要構(gòu)件和贅余構(gòu)件，次要構(gòu)件和贅余構(gòu)件的破壞，乃至從結(jié)構(gòu)去除，都不會對整體結(jié)構(gòu)的安全性有重大影響。從結(jié)構(gòu)抵御意外事件角度來看，整體型破壞模式的結(jié)構(gòu)可以使得更多的（次要或贅余）構(gòu)件破壞，有利于耗散更多的能量。 結(jié)構(gòu)破壞模式與魯棒性對于普通框架結(jié)構(gòu)，盡管采取了“強柱弱梁”等抗震設計概念和措施，但柱底塑性鉸是難以避免的，同時由于地震作用對結(jié)構(gòu)影響的隨機性，其它樓層框架柱上端出現(xiàn)塑性鉸的可能性也難以避免，因此即使是“強柱弱梁”型框

21、架結(jié)構(gòu)，也難以避免會出現(xiàn)局部式破壞模式。結(jié)構(gòu)破壞模式與魯棒性對于普通框架結(jié)構(gòu)，盡管采取了“強柱弱梁”等抗震設計概念和措施，但柱底塑性鉸是難以避免的，同時由于地震作用對結(jié)構(gòu)影響的隨機性，其它樓層框架柱上端出現(xiàn)塑性鉸的可能性也難以避免，因此即使是“強柱弱梁”型框架結(jié)構(gòu)，也難以避免會出現(xiàn)局部式破壞模式。相比而言，剪力墻結(jié)構(gòu)的破壞具有更顯著的整體型破壞模式特征，這是大量震害經(jīng)驗顯示剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能優(yōu)于框架結(jié)構(gòu)的重要原因之一，而兩種結(jié)構(gòu)的“剛?cè)帷敝疇帉Φ卣鹱饔么笮〉挠绊憚t相對是次要的。同樣，筒體結(jié)構(gòu)、束筒結(jié)構(gòu)、巨型框架結(jié)構(gòu)等也是具有更顯著的整體型破壞模式特征的結(jié)構(gòu)。 。 結(jié)構(gòu)破壞模式與魯棒性為了使得結(jié)

22、構(gòu)具有整體型破壞模式，可以將結(jié)構(gòu)劃分為不同的子結(jié)構(gòu)。對于重要的子結(jié)構(gòu)可提高其結(jié)構(gòu)材料強度和承載力安全儲備，并使得這些子結(jié)構(gòu)對整體結(jié)構(gòu)的破壞模式起到控制作用。尼加拉瓜的美洲銀行就是最典型的例子；上海東方珠電視臺也是一個很好的例子。結(jié)構(gòu)破壞模式與魯棒性尼加拉瓜美洲銀行尼加拉瓜美洲銀行平面北京通用時代1樓北京通用時代1樓提綱結(jié)構(gòu)魯棒性的概念和意義結(jié)構(gòu)破壞的定義結(jié)構(gòu)體系與魯棒性結(jié)構(gòu)破壞模式與魯棒性結(jié)構(gòu)的承載力和延性與魯棒性贅余構(gòu)件與魯棒性結(jié)語結(jié)構(gòu)的魯棒性高，意味著結(jié)構(gòu)有更高的安全儲備通常人們所理解的結(jié)構(gòu)的安全儲備，是指結(jié)構(gòu)的最大承載力與使用荷載的比值。實際上，延性大小也是結(jié)構(gòu)安全儲備的重要組成部分。從

23、結(jié)構(gòu)冗余度觀點來看，脆性構(gòu)件的破壞通常導致與該構(gòu)件相關(guān)聯(lián)的所有冗余度均喪失，而延性構(gòu)件的破壞則不會導致與該構(gòu)件相關(guān)聯(lián)的所有冗余度同時喪失，即延性構(gòu)件對于維持整體結(jié)構(gòu)的冗余度具有重要作用。 結(jié)構(gòu)的承載力和延性與魯棒性結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性對結(jié)構(gòu)抗震的意義有以下幾方面： (1) 實際意義上結(jié)構(gòu)破壞的定義，是以結(jié)構(gòu)達到極限變形能力為依據(jù)的。延性是結(jié)構(gòu)抗破壞能力的重要指標。足夠的延性能力有利于避免結(jié)構(gòu)的突然倒塌。 (2) 對于超靜定的結(jié)構(gòu)，足夠的延性有利于充分的內(nèi)力重分布，有利于提高整體結(jié)構(gòu)的承載力，顯著增加整體結(jié)構(gòu)的魯棒性。 (3) 對于地震等動力作用，延性和滯回耗能有助于減小結(jié)構(gòu)的地震動力響應。 結(jié)構(gòu)的

24、承載力和延性與魯棒性需引起注意是，在討論結(jié)構(gòu)延性問題時，不能僅僅局限于延性系數(shù)，而要將結(jié)構(gòu)的延性與結(jié)構(gòu)的破壞模式聯(lián)系起來。對于抗震結(jié)構(gòu)來說，整體結(jié)構(gòu)的延性比局部構(gòu)件的延性更為重要。比如說，延性系數(shù)達到6的框支結(jié)構(gòu)，其抗震性能和魯棒性不可能好于延性系數(shù)只有3的剪力墻結(jié)構(gòu)。通常，構(gòu)件的延性是保證出現(xiàn)塑性鉸部位的變形能力和耗能能力。而結(jié)構(gòu)的延性與構(gòu)件的延性既有聯(lián)系，又有區(qū)別結(jié)構(gòu)的延性反映的是整體結(jié)構(gòu)在某種荷載下的宏觀變形能力。結(jié)構(gòu)的承載力和延性與魯棒性具有整體破壞模式的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中大部分構(gòu)件的延性得以充分發(fā)揮，結(jié)構(gòu)的魯棒性大；而局部破壞模式，即使局部破壞部位構(gòu)件的延性很大，其結(jié)構(gòu)魯棒性也不好。因此，結(jié)構(gòu)延性也只有對具有整體破壞模式的結(jié)構(gòu)才有意義。比如說，延性系數(shù)達到6的框支結(jié)構(gòu)，其抗震性能和魯棒性不可能好于延性系數(shù)只有3的剪力墻結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)的承載力和延性與魯棒性提綱結(jié)構(gòu)魯棒性的概念和意義結(jié)構(gòu)破壞的定義結(jié)構(gòu)體系與魯棒性結(jié)構(gòu)破壞模式與魯棒性結(jié)構(gòu)的承載力和延性與魯棒性贅余構(gòu)件與魯棒性結(jié)語贅余構(gòu)件是一種特殊的次要構(gòu)件，對增加結(jié)構(gòu)的魯棒性具有重要意義，甚至是十分重要的。許多消能減震結(jié)構(gòu)，特別是采用位移型阻尼器的消能減震結(jié)構(gòu)，位移型阻尼器實際上都是一種贅余構(gòu)件。 贅余構(gòu)件與魯棒性New