延性是指構件或結構屈服以後，具有承載力不降低或基本不降低且有足夠塑性變形能力的一種性能。如結構(或構件甚至材料)超越彈性極限後直至破壞產生的變形愈大，延性能力愈好。如超越彈性極限後隨即破壞，則表示其延性性能差，稱它為脆性。一般用延性比表示延性，即塑性變形能力的大小。塑性變形可以耗散地震能量，大部分抗震結構在中震作用下都進入塑性狀態而耗能。
基本介紹
- 中文名：延性結構
- 外文名：Ductile structure
- 特點：承載力不降低或基本不降低
- 表示方法：延性比
- 作用：可以耗散地震能量
作用,結構體系,性能,設計原則,
作用
對抗震結構，宜採用延性性能好的材料，即鋼或合理配置的鋼筋混凝土而成的延性性能好的構件(即延性構件)，並以此構成延性性能好的結構(延性結構)。這樣，當結構遭受罕遇地震作用時，結構也可依靠鋼材屈服後有足夠的延性，在超越彈性變形後的塑性變形過程中吸收和耗散地震能量。大部分抗震結構在中震作用下都進入塑性狀態而耗能，因而能將結構保存下來，不至倒塌。
結構體系
要使結構成為延性結構，首先在結構體系上應是超靜定的，而不是呈懸臂狀的靜定結構，並且還要使塑性鉸最先出現在超靜定結構的次要構件或水平構件上，然後才出現在主要構件或豎向構件上，以形成多道抗震防線，延長非彈性變形的發展過程，增大變形能力，吸收和耗散地震能量，提高結構的防倒塌能力；其次還要注意採用延性構件和延性較好的材料。
性能
構件的延性性能，常以構件的極限變形與構件出現塑性鉸時的變形的比值來衡量。對於鋼筋混凝土構件，屈服變形定義為鋼筋屈服時的變形，極限變形一般定義為承載力降低10%～20%時的變形。當受拉鋼筋屈服以後，即進入塑性狀態，構件剛度降低，隨著變形迅速增加，構件承載力略有增大，當承載力開始降低，就達到極限狀態。構件延性比是指極限變形(轉角釓或撓度)與屈服變形(轉角或撓度)的比值。這項指標值愈大，則表示該構件的延性性能愈好。
結構的延性性能通常以最大承載力的80%～90%時的結構頂點位移△。與結構開始出現塑性鉸時的結構頂點位移的比值來衡量。對於鋼筋混凝土結構，當某個桿件出現塑性鉸時，結構開始出現塑性變形，但結構剛度只略有降低；當出現塑性鉸的桿件增多以後，塑性變形加大，結構剛度繼續降低；當塑性達到一定數量以後，結構也會出現“屈服”現象，即結構進入塑性變形迅速增大而承載力略微增大的階段，是“屈服”後的彈塑性階段。“屈服”時的位移定義為屈服位移；當整個結構不能維持其承載能力，即承載力下降到最大承載力的80%～90%時，達到極限位移。結構延性比盧通常是指達到極限時頂點位移與屈服時頂點位移的比值。這項指標值愈大，則表示該結構的延性性能愈好。
設計原則
在“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設計原則下，鋼筋混凝土結構都應設計成延性結構，即在設防烈度地震作用下，允許部分構件出現塑性鉸，這種狀態是中震“可修”狀態；當合理控制塑性鉸部位、構件又具備足夠的延性時，可做到在大震作用下結構不倒塌。高層建築各體系都是由梁、柱、框架和剪力牆組成，作為抗震牆結構都應該設計成延性框架和延性剪力牆。
當設計成延性結構時，由於塑性變形可以耗散地震能量，結構變形雖會加大，但結構承受的地震作用(慣性力)不會很快上升，內力也不會加大，因此具有延性的結構，可降低對結構的承載力要求，也可以說，延性結構用它的變形能力(而不是承載力)抵抗罕遇地震作用，如果結構的延性不好，則必須有足夠大的承載力抵抗地震。然而後者會多用材料，對於地震發生機率極小的地區，延性結構是一種經濟的設計對策。
提高高層建築的延性是通過合理選擇結構體系、合理布置結構、對構件及其連線採取各種構造措施等多方面努力才能實現的，施工質量好壞對結構延性也有很大影響。結構的延性不能也不是通過計算能達到的，而是通過設立抗震結構的抗震等級要求、加強構造措施的方法保證結構的延性。
