在结构设计时实现延性与防止脆性的方法遵循哪些原则?
其一,要尽可能采用延性材料为建筑结构材料,钢材是很好的延性材料,以往钢结构多用于高层、大跨度建筑、承担动荷载建筑中,随着科学技术的发展,钢结构住宅也已经开始逐步推广。
其二,对于脆性材料,可以采用延性材料改善其不良的性能,是指具有延性材料的破坏特征。最为明显的例子是钢筋混凝土、劲性混凝土与钢管混凝土的应用。实践证明,经由钢材改良后,混凝土作为脆性材料,也可以在建筑中大量使用,并且体现出很好的延性。尤其是钢管混凝土,由于钢管的约束作用,混凝土在高应力作用下,甚至可以发生塑流,体现出塑性。
其三,在结构中避免出现细长结构杆件、薄壁构件,以防止失稳的发生。失稳破坏是由于尺度关系造成的破坏形式,一般与材料关系不大。采用延性材料的结构并不一定是延性结构,失稳就是特例。由于失稳问题,使得很多轻质高强的材料在使用时稍有不慎,就会发生意外。调查表明,钢结构建筑由于自身材料受力屈服的破坏是很少的,多是由于失稳造成的。
其四,对于不能够简单的依靠延性材料进行改良的脆性材料,使用时应该慎重。使用比较多的脆性材料是砖石材料,经过长期的工程实践,砖石结构的适用范围、结构模式都是比较确定的。选用砖石作为结构材料时,不宜采用新型结构形式,同时应该注意增大脆性材料的安全系数,要偏于安全使用材料。
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