延性和塑性有何区别(延性比是什么鬼)

跟常规地震作用相似,人防结构设计时候,对于爆炸动荷载我们都是采用等效静荷载法进行结构动力计算的,而等效静荷载的大小跟构件的允许延性比[ β] 相关。(PS:因人防涉及国家机密,故本文不便列出具体数值,只谈概念)

延性比(ductility ratio)是指结构构件弹塑性变形与弹性极限变形的比值,如下图所示,β=ym/yT。那延性比跟等效静荷载到底有啥关系呢?这里列举一个当动荷载简化为有升压时间平台形时(具体每种荷载简化为什么形式,可查规范,这里不便列出)的等效静荷载计算过程:

延性和塑性有何区别(延性比是什么鬼)(1)

延性和塑性有何区别(延性比是什么鬼)(2)

式中△P m为空气波地面超压,R m为等效静载,可知 R m是根据延性比要求从△P m得来。

人防结构设计中通过用结构构件的允许延性比[ β]来控制结构构件的最大变形 。 如果结构构件有较大的延性比,则能较多的吸收动能,这对抵抗常规武器和核武器的爆炸动荷载非常有利 。钢筋混凝土结构构件的允许延性比[ β]具体限值可查相关规范,这里不便列出。

x/ h0 = (ρ- ρ’) f yd / (αcf cd)

从上面公式可以看出,当允许延性比超限的时候有以下几种方案解决:

1、降低受拉钢筋配筋率,比如加大构件截面、减小构件跨度等。

2、减小受压区高度,如提高混凝土强度等级、增加受压区配筋率等等。

其中增加受压区钢筋量是很多工程师容易忽略的一种方法,但此时应注意受拉钢筋配筋率ρ≤ρmax,如果受拉钢筋配筋率ρ>ρmax 则要增大受弯构件截面尺寸使受拉钢筋配筋率ρ≤ρmax后再增配受压钢筋。

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延性和塑性有何区别(延性比是什么鬼)(3)

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