高等钢筋溷凝土结构-11结构设计方法教材课程.ppt

第十一章结构设计方法目前我国土木工程结构教育和各种工程结构设计规范的主要内容，对结构安全性的计算都是着落于结构构件
这显然没有能够使得结构工程师更多的考虑整体结构的安全性。
虽然结构构件的安全性与整体结构的安全性有一定的联系，但
结构构件的安全性≠整体结构的安全性
所有结构构件安全性相同的结构，其整体结构的安全性不一定相同。
一个结构工程师的设计水平，往往体现在他对整体结构安全性的把握。
工程结构的鲁棒性就是研究整体结构安全性，使结构工程师在保证结构构件安全性的前提下，更多的关注整体结构的安全性。耐久性—鲁棒性，结构的整体性及结构的抗倒塌性
易损性，结构容易受到伤害或损伤的程度
鲁棒性的反意是易损性（Vulnerability）
JitendraA等（2003）对结构易损性的解释是，局部很小的破坏导致很大的结构破坏
显然一个整体性好的结构，也即结构的局部破坏不影响结构的整体安全性时，结构的易损性就小，鲁棒性就大相对于工程结构在正常情况下的安全性、适用性和耐久性的性能，工程结构的鲁棒性是指整体结构抵御意外事件的能力
事实上，结构的安全性往往是在意外事件情况下才能体现出来意外事件是指在工程结构使用阶段可能出现，但其量值、作用形式和作用位置难以估计的非正常荷载和作用（如极罕遇地震、飞机撞击、恐怖爆炸袭击、重大人为失误等）
对于意外事件，在工程结构的设计阶段通常无法进行细致全面和深入的分析，并给予充分保证
工程结构在意外事件发生时和发生后，应能保持整体稳定性，不应发生与其原因不相称的倒塌或连续破坏，造成重大的生命和财产损失鲁棒性与安全性既有联系，又有区别
两者都是关心的工程结构安全问题，但鲁棒性是以避免工程整体结构的终极垮塌为目标，是无法接受的安全性上限
而安全性通常是以结构（构件）的最大承载力为目标，即按所谓的“承载力极限状态”来考虑的安全性。结构达到最大承载力（极限状态）并不意味着结构的垮塌
安全性是针对正常使用荷载和作用来考虑的，而鲁棒性是针对意外荷载和作用来考虑的鲁棒性与安全性既有联系，又有区别安全性
正常荷载和作用
构件破坏
构件最大承载力
弹性计算
承载力鲁棒性与冗余度结构的破坏模式可以分为整体型破坏模式和局部型破坏模式。
具有整体破坏模式的结构有：强柱弱梁框架结构、剪力墙结构、筒体结构、束筒结构、巨型框架结构等；
而框支结构、积木式结构（砌体结构）则往往容易产生局部式破坏模式，也即结构局部的损坏即可能导致整体结构的严重破坏、并造成重大灾害。
只有对于具有整体式破坏模式的结构，提高结构鲁棒性的措施才具有实际意义。具有整体型破坏模式的结构，其结构体系中构件的重要性层次明确，即具有整体型关键构件、一般构件、次要构件和赘余构件，次要构件和赘余构件的破坏，乃至从结构去除，都不会对整体结构的安全性有重大影响。
从结构抵御意外事件角度来看，整体型破坏模式的结构可以使得更多的（次要或赘余）构件破坏，有利于耗散更多的能量。结构的鲁棒性高，意味着结构有更高的安全储备
通常人们所理解的结构的安全储备，是指结构的最大承载力与使用荷载的比值。
实际上，延性大小也是结构安全储备的重要组成部分。
从结构冗余度观点来看，脆性构件的破坏通常导致与该构件相关联的所有冗余度均丧失，而延性构件的破坏则不会导致与该构件相关联的所有冗余度同时丧失，即延性构件对于维持整体结构的冗余度具有重要作用。结构和构件的延性对结构抗震的意义有以下几方面：
(1)实际意义上结构破坏的定义，是以结构达到极限变形能力为依据的。延性是结构抗破坏能力的重要指标。足够的延性能力有利于避免结构的突然倒塌。
(2)对于超静定的结构，足够的延性有利于充分的内力重分布，有利于提高整体结构的承载力，显著增加整体结构的鲁棒性。
(3)对于地震等动力作用，延性和滞回耗能有助于减小结构的地震动力响应。需引起注意是，在讨论结构延性问题时，不能仅仅局限于延性系数，而要将结构的延性与结构的破坏模式联系起来。
对于抗震结构来说，整体结构的延性比局部构件的延性更为重要。
比如说，延性系数达到6的框支结构，其抗震性能和鲁棒性不可能好于延性系数只有3的剪力墙结构。
通常，构件的延性是保证出现塑性铰部位的变形能力和耗能能力。
而结构的延性与构件的延性既有联系，又有区别
结构的延性反映的是整体结构在某种荷载下的宏观变形能力。具有整体破坏模式的结构，结构中大部分构件的延性得以充分发挥，结构的鲁棒性大；
而局部破坏模式，即使局部破坏部位构件的延性很大，其结构鲁棒性也不好。
因此，结构延性也只有对具有整体破坏模式的结构才有意义。
比如说，延性系数达到6的框支结构，其抗震性能和鲁棒性不可能好于延性系数只有3的剪力墙结构。赘余构件是一种特殊的次要构件，对增加结构的鲁棒性具有重要意义，甚至是十分重要的。
许多消能减震结构，特别是采用位