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1、工程结构的鲁棒性工程结构的鲁棒性 *大学土木工程系大学土木工程系大学土木工程系大学土木工程系 教授教授教授教授 Monday, August 12, 2024Monday, August 12, 2024n n目目目目前前前前我我我我国国国国土土土土木木木木工工工工程程程程结结结结构构构构教教教教育育育育和和和和各各各各种种种种工工工工程程程程结结结结构构构构设设设设计计计计规规规规范范范范的的的的主主主主要要要要内内内内容容容容，对对对对结结结结构构构构安安安安全全全全性性性性的的的的计计计计算算算算都都都都是是是是着着着着落落落落于结构构件于结构构件于结构构件于结构构件n n这这这这显显显
2、显然然然然没没没没有有有有能能能能够够够够使使使使得得得得结结结结构构构构工工工工程程程程师师师师更更更更多多多多的的的的考考考考虑虑虑虑整整整整体体体体结构的安全性结构的安全性结构的安全性结构的安全性n n这这这这是是是是我我我我国国国国工工工工程程程程结结结结构构构构教教教教育育育育、结结结结构构构构工工工工程程程程师师师师训训训训练练练练、设设设设计计计计水水水水平平平平和和和和能能能能力力力力不不不不足足足足的的的的一一一一个个个个重重重重要要要要原原原原因因因因，也也也也是是是是导导导导致致致致某某某某些些些些工程结构安全性不够的重要原因工程结构安全性不够的重要原因工程结构安全性不够
3、的重要原因工程结构安全性不够的重要原因n n虽虽虽虽然然然然结结结结构构构构构构构构件件件件的的的的安安安安全全全全性性性性与与与与整整整整体体体体结结结结构构构构的的的的安安安安全全全全性性性性有有有有一一一一定的联系，但定的联系，但定的联系，但定的联系，但结构构件的安全性结构构件的安全性整体结构的安全性整体结构的安全性n n所所所所有有有有结结结结构构构构构构构构件件件件安安安安全全全全性性性性相相相相同同同同的的的的结结结结构构构构，其其其其整整整整体体体体结结结结构构构构的的的的安全性不一定相同安全性不一定相同安全性不一定相同安全性不一定相同n n一一一一个个个个结结结结构构构构工工工
4、工程程程程师师师师的的的的设设设设计计计计水水水水平平平平，往往往往往往往往体体体体现现现现在在在在他他他他对对对对整整整整体结构安全性的把握体结构安全性的把握体结构安全性的把握体结构安全性的把握n n工工工工程程程程结结结结构构构构的的的的鲁鲁鲁鲁棒棒棒棒性性性性就就就就是是是是研研研研究究究究整整整整体体体体结结结结构构构构安安安安全全全全性性性性，使使使使结结结结构构构构工工工工程程程程师师师师在在在在保保保保证证证证结结结结构构构构构构构构件件件件安安安安全全全全性性性性的的的的前前前前提提提提下下下下，更更更更多的关注整体结构的安全性多的关注整体结构的安全性多的关注整体结构的安全性多
5、的关注整体结构的安全性提纲提纲n n结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义n n结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性n n结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性n n结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性n n赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性n n结语结语结语结语提纲提纲n n结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意
6、义结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义n n结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性n n结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性n n结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性n n赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性n n结语结语结语结语耐久性耐久性耐久性耐久性适用性适用性适用性适用性承载能力极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态安全性安全性安全性安全
7、性结构的结构的功能功能SafetyServiceabilityDurability正常使用极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态鲁棒性鲁棒性鲁棒性鲁棒性Robustness 意外情况下的安全性意外情况下的安全性意外情况下的安全性意外情况下的安全性n n结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义 鲁棒性鲁棒性 Robustness Robustness n nRobustnessRobustness的的的的中中中中文文文文含含含含义义义义是是是是：强强强强壮壮壮壮的的的的、健健健健全全全全的的的的、费力的、坚固的、耐用的费力的、坚固的、耐用的费力的、坚固的、耐用的费力的、坚固
8、的、耐用的n n鲁棒性：鲁智深的棒子鲁棒性：鲁智深的棒子鲁棒性：鲁智深的棒子鲁棒性：鲁智深的棒子n n鲁棒性：粗鲁的棍棒鲁棒性：粗鲁的棍棒鲁棒性：粗鲁的棍棒鲁棒性：粗鲁的棍棒n n鲁棒性就是整体结构的鲁棒性就是整体结构的鲁棒性就是整体结构的鲁棒性就是整体结构的健壮性健壮性健壮性健壮性 鲁棒性鲁棒性 Robustness Robustness n n鲁棒性，结构的整体性鲁棒性，结构的整体性鲁棒性，结构的整体性鲁棒性，结构的整体性n n鲁棒性，结构的抗倒塌性鲁棒性，结构的抗倒塌性鲁棒性，结构的抗倒塌性鲁棒性，结构的抗倒塌性n n易损性易损性易损性易损性，结构容易受到伤害或损伤的程度，结构容易受到伤
9、害或损伤的程度，结构容易受到伤害或损伤的程度，结构容易受到伤害或损伤的程度n n鲁棒性的反意是易损性（鲁棒性的反意是易损性（鲁棒性的反意是易损性（鲁棒性的反意是易损性（VulnerabilityVulnerability）n nJitendraJitendra A A等等等等（20032003）对对对对结结结结构构构构易易易易损损损损性性性性的的的的解解解解释释释释是是是是，局部很小的破坏导致很大的结构破坏局部很小的破坏导致很大的结构破坏局部很小的破坏导致很大的结构破坏局部很小的破坏导致很大的结构破坏n n显然一个整体性好的结构，也即结构的局部破坏显然一个整体性好的结构，也即结构的局部破坏显然
10、一个整体性好的结构，也即结构的局部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，不影响结构的整体安全性时，结构的易损性就小，不影响结构的整体安全性时，结构的易损性就小，不影响结构的整体安全性时，结构的易损性就小，鲁棒性就大鲁棒性就大鲁棒性就大鲁棒性就大 鲁棒性鲁棒性 Robustness Robustness n nRobustnessRobustness的的的的中中中中文文文文含含含含义义义义是是是是：强强强强壮壮壮壮的的的的、健健健健全全全全的的的的、费力的、坚固的、耐用的费力的、坚固的、耐用的费力的、坚固的、耐用的费力的、坚固的、耐用的n n相
11、相相相对对对对于于于于工工工工程程程程结结结结构构构构在在在在正正正正常常常常情情情情况况况况下下下下的的的的安安安安全全全全性性性性、适适适适用用用用性性性性和和和和耐耐耐耐久久久久性性性性的的的的性性性性能能能能，工工工工程程程程结结结结构构构构的的的的鲁鲁鲁鲁棒棒棒棒性性性性是是是是指指指指整整整整体体体体结结结结构抵御构抵御构抵御构抵御意外事件意外事件意外事件意外事件的能力的能力的能力的能力n n事事事事实实实实上上上上，结结结结构构构构的的的的安安安安全全全全性性性性往往往往往往往往是是是是在在在在意意意意外外外外事事事事件件件件情情情情况况况况下下下下才能体现出来才能体现出来才能体
12、现出来才能体现出来 鲁棒性鲁棒性 Robustness Robustness n n意意意意外外外外事事事事件件件件是是是是指指指指在在在在工工工工程程程程结结结结构构构构使使使使用用用用阶阶阶阶段段段段可可可可能能能能出出出出现现现现，但但但但其其其其量量量量值值值值、作作作作用用用用形形形形式式式式和和和和作作作作用用用用位位位位置置置置难难难难以以以以估估估估计计计计的的的的非非非非正正正正常常常常荷荷荷荷载载载载和和和和作作作作用用用用（如如如如极极极极罕罕罕罕遇遇遇遇地地地地震震震震、飞飞飞飞机机机机撞撞撞撞击击击击、恐恐恐恐怖怖怖怖爆爆爆爆炸袭击、重大人为失误等）炸袭击、重大人为失
13、误等）炸袭击、重大人为失误等）炸袭击、重大人为失误等）n n对对对对于于于于意意意意外外外外事事事事件件件件，在在在在工工工工程程程程结结结结构构构构的的的的设设设设计计计计阶阶阶阶段段段段通通通通常常常常无无无无法法法法进行细致全面和深入的分析，并给予充分保证进行细致全面和深入的分析，并给予充分保证进行细致全面和深入的分析，并给予充分保证进行细致全面和深入的分析，并给予充分保证n n工工工工程程程程结结结结构构构构在在在在意意意意外外外外事事事事件件件件发发发发生生生生时时时时和和和和发发发发生生生生后后后后，应应应应能能能能保保保保持持持持整整整整体体体体稳稳稳稳定定定定性性性性，不不不不
14、应应应应发发发发生生生生与与与与其其其其原原原原因因因因不不不不相相相相称称称称的的的的倒倒倒倒塌塌塌塌或或或或连续破坏，造成重大的生命和财产损失连续破坏，造成重大的生命和财产损失连续破坏，造成重大的生命和财产损失连续破坏，造成重大的生命和财产损失n n鲁棒性与安全性既有联系，又有区别鲁棒性与安全性既有联系，又有区别鲁棒性与安全性既有联系，又有区别鲁棒性与安全性既有联系，又有区别基本承载力基本承载力基本承载力基本承载力安全储备安全储备安全储备安全储备意外事件意外事件意外事件意外事件安全储备安全储备安全储备安全储备n n安全性安全性安全性安全性l l正常荷载和作用正常荷载和作用正常荷载和作用正常
15、荷载和作用l l构件破坏构件破坏构件破坏构件破坏l l构件最大承载力构件最大承载力构件最大承载力构件最大承载力l l弹性计算弹性计算弹性计算弹性计算l l承载力承载力承载力承载力n鲁棒性与安全性的区别鲁棒性与安全性的区别n n鲁棒性鲁棒性鲁棒性鲁棒性l l意外荷载和作用意外荷载和作用意外荷载和作用意外荷载和作用l l结结结结构构构构破破破破坏坏坏坏( (结结结结构构构构体体体体系系系系) )l l结构最大承载力结构最大承载力结构最大承载力结构最大承载力l l构件连接构件连接构件连接构件连接l l弹塑性计算弹塑性计算弹塑性计算弹塑性计算l l变形变形变形变形提纲提纲n n结构鲁棒性的概念和意义结
16、构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义n n结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性n n结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性n n结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性n n赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性n n结语结语结语结语n n结构破坏的定义结构破坏的定义uu鲁棒性是研究结构产生灾害性后果的破坏，鲁棒性是研究结构产生灾害性后果的破坏，鲁
17、棒性是研究结构产生灾害性后果的破坏，鲁棒性是研究结构产生灾害性后果的破坏，如坍塌、连续破坏、倾覆。如坍塌、连续破坏、倾覆。如坍塌、连续破坏、倾覆。如坍塌、连续破坏、倾覆。uu因此，首先需要对结构破坏有一个明确的概因此，首先需要对结构破坏有一个明确的概因此，首先需要对结构破坏有一个明确的概因此，首先需要对结构破坏有一个明确的概念。念。念。念。uu以构件破坏定义以构件破坏定义以构件破坏定义以构件破坏定义 uu以结构最大承载力定义以结构最大承载力定义以结构最大承载力定义以结构最大承载力定义 uu以结构极限变形定义以结构极限变形定义以结构极限变形定义以结构极限变形定义 uu以结构承载力降低到最大承载力
18、的某一百分以结构承载力降低到最大承载力的某一百分以结构承载力降低到最大承载力的某一百分以结构承载力降低到最大承载力的某一百分比定义比定义比定义比定义 uu以结构形成可变机构定义以结构形成可变机构定义以结构形成可变机构定义以结构形成可变机构定义 n n结构破坏的定义结构破坏的定义以构件破坏定义以构件破坏定义以构件破坏定义以构件破坏定义结构中任一个构件的破坏即导致结构垮塌。结构中任一个构件的破坏即导致结构垮塌。结构中任一个构件的破坏即导致结构垮塌。结构中任一个构件的破坏即导致结构垮塌。n n结构破坏的定义结构破坏的定义以构件破坏定义以构件破坏定义以构件破坏定义以构件破坏定义n n结构中任一个构件的
19、破坏即认为是结构破坏结构中任一个构件的破坏即认为是结构破坏结构中任一个构件的破坏即认为是结构破坏结构中任一个构件的破坏即认为是结构破坏n n符合这种破坏定义的结构，其鲁棒性小，即整体符合这种破坏定义的结构，其鲁棒性小，即整体符合这种破坏定义的结构，其鲁棒性小，即整体符合这种破坏定义的结构，其鲁棒性小，即整体结构的鲁棒性取决于结构中（首先破坏的）结构的鲁棒性取决于结构中（首先破坏的）结构的鲁棒性取决于结构中（首先破坏的）结构的鲁棒性取决于结构中（首先破坏的）关键关键关键关键构件构件构件构件的鲁棒性的鲁棒性的鲁棒性的鲁棒性n n要提高这类结构的鲁棒性，必需提高要提高这类结构的鲁棒性，必需提高要提高
20、这类结构的鲁棒性，必需提高要提高这类结构的鲁棒性，必需提高关键构件关键构件关键构件关键构件的的的的鲁棒性，或增加鲁棒性，或增加鲁棒性，或增加鲁棒性，或增加关键构件关键构件关键构件关键构件的安全储备的安全储备的安全储备的安全储备n n结构破坏的定义结构破坏的定义以结构的最大承载力定义以结构的最大承载力定义以结构的最大承载力定义以结构的最大承载力定义对于超静定结构，一个构件达到最大承载力，对于超静定结构，一个构件达到最大承载力，对于超静定结构，一个构件达到最大承载力，对于超静定结构，一个构件达到最大承载力，并不意味着整体结构达到最大承载力。并不意味着整体结构达到最大承载力。并不意味着整体结构达到最
21、大承载力。并不意味着整体结构达到最大承载力。如果先破坏的构件具有足够的延性，则整体结如果先破坏的构件具有足够的延性，则整体结如果先破坏的构件具有足够的延性，则整体结如果先破坏的构件具有足够的延性，则整体结构的承载力在第一个构件破坏后仍然可以继续构的承载力在第一个构件破坏后仍然可以继续构的承载力在第一个构件破坏后仍然可以继续构的承载力在第一个构件破坏后仍然可以继续增加，但整体结构的刚度会有所降低，直至结增加，但整体结构的刚度会有所降低，直至结增加，但整体结构的刚度会有所降低，直至结增加，但整体结构的刚度会有所降低，直至结构中有足够多的构件达到破坏，结构才达到最构中有足够多的构件达到破坏，结构才达
22、到最构中有足够多的构件达到破坏，结构才达到最构中有足够多的构件达到破坏，结构才达到最大承载力。大承载力。大承载力。大承载力。 这意味着在达到结构最大承载力以前，那些达这意味着在达到结构最大承载力以前，那些达这意味着在达到结构最大承载力以前，那些达这意味着在达到结构最大承载力以前，那些达到承载力构件的延性对结构的鲁棒性具有重要到承载力构件的延性对结构的鲁棒性具有重要到承载力构件的延性对结构的鲁棒性具有重要到承载力构件的延性对结构的鲁棒性具有重要意义。意义。意义。意义。n n结构破坏的定义结构破坏的定义不丧失整体结构的冗余度不丧失整体结构的冗余度不丧失整体结构的冗余度不丧失整体结构的冗余度以结构的
23、最大承载力定义以结构的最大承载力定义以结构的最大承载力定义以结构的最大承载力定义n n结构破坏的定义结构破坏的定义020406080100120140160050100150Lateral Displacement at Frame Top (mm)Lateral Displacement at Frame Top (mm)Lateral Force at Frame Top (Lateral Force at Frame Top (kNkN) )以结构的极限变形定义以结构的极限变形定义以结构的极限变形定义以结构的极限变形定义n n对于延性好的结构，在达到最大承载力后并不对于延性好的结构，在达
24、到最大承载力后并不对于延性好的结构，在达到最大承载力后并不对于延性好的结构，在达到最大承载力后并不会立即垮塌，而是在保持一定承载力的情况下会立即垮塌，而是在保持一定承载力的情况下会立即垮塌，而是在保持一定承载力的情况下会立即垮塌，而是在保持一定承载力的情况下可以继续经受一定的变形，直至达到极限变形可以继续经受一定的变形，直至达到极限变形可以继续经受一定的变形，直至达到极限变形可以继续经受一定的变形，直至达到极限变形n n结构的极限变形通常发生在结构的最大承载力结构的极限变形通常发生在结构的最大承载力结构的极限变形通常发生在结构的最大承载力结构的极限变形通常发生在结构的最大承载力之后，反映了结构
25、破坏前的变形能力，代表结之后，反映了结构破坏前的变形能力，代表结之后，反映了结构破坏前的变形能力，代表结之后，反映了结构破坏前的变形能力，代表结构实际破坏的极限状态构实际破坏的极限状态构实际破坏的极限状态构实际破坏的极限状态n n结构破坏的定义结构破坏的定义以结构的极限变形定义以结构的极限变形定义以结构的极限变形定义以结构的极限变形定义 n n结构破坏的定义结构破坏的定义020406080100120140160050100150Lateral Displacement at Frame Top (mm)Lateral Displacement at Frame Top (mm)Lateral
26、 Force at Frame Top (Lateral Force at Frame Top (kNkN) )以结构承载力降低到最大承载力的某一百分比定义以结构承载力降低到最大承载力的某一百分比定义以结构承载力降低到最大承载力的某一百分比定义以结构承载力降低到最大承载力的某一百分比定义l l通常按降低通常按降低通常按降低通常按降低1515考虑。考虑。考虑。考虑。l l尽管极限变形反映结构实际破坏的极限状态，但尽管极限变形反映结构实际破坏的极限状态，但尽管极限变形反映结构实际破坏的极限状态，但尽管极限变形反映结构实际破坏的极限状态，但超过最大承载力后，结构的承载力随变形的增加超过最大承载力后，
27、结构的承载力随变形的增加超过最大承载力后，结构的承载力随变形的增加超过最大承载力后，结构的承载力随变形的增加不断降低（不断降低（不断降低（不断降低（材料强度降低、截面损伤、材料强度降低、截面损伤、材料强度降低、截面损伤、材料强度降低、截面损伤、P PD D D D效应效应效应效应），如果这种承载力降低发生在结构竖向承重关键，如果这种承载力降低发生在结构竖向承重关键，如果这种承载力降低发生在结构竖向承重关键，如果这种承载力降低发生在结构竖向承重关键构件，则会因不能继续承担上部结构自身的重量构件，则会因不能继续承担上部结构自身的重量构件，则会因不能继续承担上部结构自身的重量构件，则会因不能继续承担
28、上部结构自身的重量而发生垮塌。而发生垮塌。而发生垮塌。而发生垮塌。 n n结构破坏的定义结构破坏的定义提纲提纲n n结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义n n结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性n n结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性n n结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性n n赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒
29、性n n结语结语结语结语明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用 uu对于结构的鲁棒性来说，结构中的不同构件对于对于结构的鲁棒性来说，结构中的不同构件对于对于结构的鲁棒性来说，结构中的不同构件对于对于结构的鲁棒性来说，结构中的不同构件对于结构鲁棒性的贡献是不同。结构鲁棒性的贡献是不同。结构鲁棒性的贡献是不同。结构鲁棒性的贡献是不同。n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性l l关键构件关键构件关键构件关键构件l l一般构件一般构件一般构件一般构件l l次要构件次要构件次要构件次要构件l l赘余构件赘余构件赘余构件赘余构件明确
30、结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用 uu关键构件关键构件关键构件关键构件是指其破坏容易引起结构大范围的破坏是指其破坏容易引起结构大范围的破坏是指其破坏容易引起结构大范围的破坏是指其破坏容易引起结构大范围的破坏或垮塌的构件。或垮塌的构件。或垮塌的构件。或垮塌的构件。结构工程师应具有确认结构体系结构工程师应具有确认结构体系结构工程师应具有确认结构体系结构工程师应具有确认结构体系中关键构件的能力中关键构件的能力中关键构件的能力中关键构件的能力。n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性uu相对于关键构件，结构中的相对于关键构件，结
31、构中的相对于关键构件，结构中的相对于关键构件，结构中的次要构件次要构件次要构件次要构件是指那些破是指那些破是指那些破是指那些破坏后不会导致整个结构严重破坏的构件。坏后不会导致整个结构严重破坏的构件。坏后不会导致整个结构严重破坏的构件。坏后不会导致整个结构严重破坏的构件。uu次要构件的破坏甚至不会达到结构的最大承载力次要构件的破坏甚至不会达到结构的最大承载力次要构件的破坏甚至不会达到结构的最大承载力次要构件的破坏甚至不会达到结构的最大承载力或极限变形，或也不会使得结构的承载力有很大或极限变形，或也不会使得结构的承载力有很大或极限变形，或也不会使得结构的承载力有很大或极限变形，或也不会使得结构的承
32、载力有很大降低，或也不会使得结构形成几何可变体系。降低，或也不会使得结构形成几何可变体系。降低，或也不会使得结构形成几何可变体系。降低，或也不会使得结构形成几何可变体系。明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用 uu除关键构件和次要构件外，其它结构构件属于除关键构件和次要构件外，其它结构构件属于除关键构件和次要构件外，其它结构构件属于除关键构件和次要构件外，其它结构构件属于一般构件。一般构件。一般构件。一般构件。uu一般构件的破坏对整体结构的承载力有一定影一般构件的破坏对整体结构的承载力有一定影一般构件的破坏对整体结构的承
33、载力有一定影一般构件的破坏对整体结构的承载力有一定影响，但不会导致整体结构的承载力产生急剧降响，但不会导致整体结构的承载力产生急剧降响，但不会导致整体结构的承载力产生急剧降响，但不会导致整体结构的承载力产生急剧降低。低。低。低。uu通常，一定数量的一般构件破坏后才会导致整通常，一定数量的一般构件破坏后才会导致整通常，一定数量的一般构件破坏后才会导致整通常，一定数量的一般构件破坏后才会导致整体结构的严重破坏。体结构的严重破坏。体结构的严重破坏。体结构的严重破坏。 n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系
34、中不同构件的作用 uu正确区分结构中的关键构件、一般构件和次要构正确区分结构中的关键构件、一般构件和次要构正确区分结构中的关键构件、一般构件和次要构正确区分结构中的关键构件、一般构件和次要构件是保证结构抗震设计具有足够鲁棒性的前提件是保证结构抗震设计具有足够鲁棒性的前提件是保证结构抗震设计具有足够鲁棒性的前提件是保证结构抗震设计具有足够鲁棒性的前提。uu然而，目前我国各种结构设计规范，往往都是针然而，目前我国各种结构设计规范，往往都是针然而，目前我国各种结构设计规范，往往都是针然而，目前我国各种结构设计规范，往往都是针对一般结构构件的设计计算（实际上是针对构件对一般结构构件的设计计算（实际上是
35、针对构件对一般结构构件的设计计算（实际上是针对构件对一般结构构件的设计计算（实际上是针对构件的截面承载力计算的），且所有结构构件的安全的截面承载力计算的），且所有结构构件的安全的截面承载力计算的），且所有结构构件的安全的截面承载力计算的），且所有结构构件的安全度基本都是相同，这种做法违背结构鲁棒性原则，度基本都是相同，这种做法违背结构鲁棒性原则，度基本都是相同，这种做法违背结构鲁棒性原则，度基本都是相同，这种做法违背结构鲁棒性原则，因为目前计算出的可靠度并不能直接换算成结构因为目前计算出的可靠度并不能直接换算成结构因为目前计算出的可靠度并不能直接换算成结构因为目前计算出的可靠度并不能直接换算成
36、结构的破坏概率，它与结构的整体倒塌更无可比性的破坏概率，它与结构的整体倒塌更无可比性的破坏概率，它与结构的整体倒塌更无可比性的破坏概率，它与结构的整体倒塌更无可比性（陈瑞金、刘西拉，（陈瑞金、刘西拉，（陈瑞金、刘西拉，（陈瑞金、刘西拉，19891989）。）。）。）。n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用 uu从结构的鲁棒性观点来看，从结构的鲁棒性观点来看，从结构的鲁棒性观点来看，从结构的鲁棒性观点来看，构件的安全度与结构构件的安全度与结构构件的安全度与结构构件的安全度与结构的安全度
37、完全是两回事的安全度完全是两回事的安全度完全是两回事的安全度完全是两回事，这一点往往被我国结构，这一点往往被我国结构，这一点往往被我国结构，这一点往往被我国结构设计人员所忽视，在我国各类结构设计规范中也设计人员所忽视，在我国各类结构设计规范中也设计人员所忽视，在我国各类结构设计规范中也设计人员所忽视，在我国各类结构设计规范中也强调得很少。强调得很少。强调得很少。强调得很少。 n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用 uu基于结构鲁棒性原理，对于关键构件应增加其安基于结构鲁棒性原理，对于
38、关键构件应增加其安基于结构鲁棒性原理，对于关键构件应增加其安基于结构鲁棒性原理，对于关键构件应增加其安全度，或者将关键构件设计成具有鲁棒性的构件全度，或者将关键构件设计成具有鲁棒性的构件全度，或者将关键构件设计成具有鲁棒性的构件全度，或者将关键构件设计成具有鲁棒性的构件uu尽管这种区分和提高安全度要求的做法可能仅仅尽管这种区分和提高安全度要求的做法可能仅仅尽管这种区分和提高安全度要求的做法可能仅仅尽管这种区分和提高安全度要求的做法可能仅仅是概念性，然而这种原则规定对工程师在设计时是概念性，然而这种原则规定对工程师在设计时是概念性，然而这种原则规定对工程师在设计时是概念性，然而这种原则规定对工程
39、师在设计时是有重要提示的。是有重要提示的。是有重要提示的。是有重要提示的。 n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用 l l目前确定关键构件有一些理论和方法还不成熟。因此，凭目前确定关键构件有一些理论和方法还不成熟。因此，凭目前确定关键构件有一些理论和方法还不成熟。因此，凭目前确定关键构件有一些理论和方法还不成熟。因此，凭借工程师对整体结构的理解和把握来区分关键构件可能更借工程师对整体结构的理解和把握来区分关键构件可能更借工程师对整体结构的理解和把握来区分关键构件可能更借工程师对整体结
40、构的理解和把握来区分关键构件可能更为实际。为实际。为实际。为实际。 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构墙体墙体墙体墙体 排架结构排架结构排架结构排架结构排架柱排架柱排架柱排架柱 框架结构框架结构框架结构框架结构框架柱，已采用框架柱，已采用框架柱，已采用框架柱，已采用“ “强柱弱梁强柱弱梁强柱弱梁强柱弱梁” ”方法进行考虑；方法进行考虑；方法进行考虑；方法进行考虑； 框架框架框架框架- -剪力墙结构剪力墙结构剪力墙结构剪力墙结构剪力墙；剪力墙；剪力墙；剪力墙； 框架框架框架框架- -核心筒结构核心筒结构核心筒结构核心筒结构核心筒；特别是近年来出现的钢框核心筒；特别是近年来出现的钢框核心筒；特别是近
41、年来出现的钢框核心筒；特别是近年来出现的钢框 架架架架- -核心筒结构，核心筒的安全度应核心筒结构，核心筒的安全度应核心筒结构，核心筒的安全度应核心筒结构，核心筒的安全度应 比现行规范明显提高；比现行规范明显提高；比现行规范明显提高；比现行规范明显提高； 巨型框架结构巨型框架结构巨型框架结构巨型框架结构巨型框架柱；巨型框架柱；巨型框架柱；巨型框架柱； 筒中筒结构筒中筒结构筒中筒结构筒中筒结构，内外筒同等重要；，内外筒同等重要；，内外筒同等重要；，内外筒同等重要； 束筒结构束筒结构束筒结构束筒结构的所有筒体均同等重要。的所有筒体均同等重要。的所有筒体均同等重要。的所有筒体均同等重要。n n结构体
42、系与鲁棒性结构体系与鲁棒性北京电视中心北京电视中心日本横滨地标日本横滨地标日本横滨地标日本横滨地标明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用明确结构体系中不同构件的作用 uu对于关键构件，还可以采取合理的设计，使其成对于关键构件，还可以采取合理的设计，使其成对于关键构件，还可以采取合理的设计，使其成对于关键构件，还可以采取合理的设计，使其成为具有鲁棒性的构件，使结构的鲁棒性得到提高为具有鲁棒性的构件，使结构的鲁棒性得到提高为具有鲁棒性的构件，使结构的鲁棒性得到提高为具有鲁棒性的构件，使结构的鲁棒性得到提高uu如如如如分体柱、钢骨混凝土柱分体柱、钢骨混凝
43、土柱分体柱、钢骨混凝土柱分体柱、钢骨混凝土柱、钢管混凝土叠合柱、钢管混凝土叠合柱、钢管混凝土叠合柱、钢管混凝土叠合柱、有边缘约束构件的剪力墙有边缘约束构件的剪力墙有边缘约束构件的剪力墙有边缘约束构件的剪力墙 n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性C100uu由于结构形式和破坏模式不同，关键构件还可分由于结构形式和破坏模式不同，关键构件还可分由于结构形式和破坏模式不同，关键构件还可分由于结构形式和破坏模式不同
44、，关键构件还可分为为为为整体型关键构件整体型关键构件整体型关键构件整体型关键构件和和和和局部型关键构件局部型关键构件局部型关键构件局部型关键构件。uu如剪力墙属于整体型关键构件，而框支柱属于局如剪力墙属于整体型关键构件，而框支柱属于局如剪力墙属于整体型关键构件，而框支柱属于局如剪力墙属于整体型关键构件，而框支柱属于局部型关键构件。部型关键构件。部型关键构件。部型关键构件。uu对于局部型关键构件应具有更高的安全度。对于局部型关键构件应具有更高的安全度。对于局部型关键构件应具有更高的安全度。对于局部型关键构件应具有更高的安全度。n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性uu整体型关键构件破坏前，有许多
45、与其关联的次要整体型关键构件破坏前，有许多与其关联的次要整体型关键构件破坏前，有许多与其关联的次要整体型关键构件破坏前，有许多与其关联的次要构件先行破坏构件先行破坏构件先行破坏构件先行破坏uu而局部型关键构件破坏时，结构中其它构件往往而局部型关键构件破坏时，结构中其它构件往往而局部型关键构件破坏时，结构中其它构件往往而局部型关键构件破坏时，结构中其它构件往往尚未破坏尚未破坏尚未破坏尚未破坏uu典型的例子是新中央电视台大楼，由于其特殊的典型的例子是新中央电视台大楼，由于其特殊的典型的例子是新中央电视台大楼，由于其特殊的典型的例子是新中央电视台大楼，由于其特殊的结构形式，结构中有很多构件都成为局部
46、型关键结构形式，结构中有很多构件都成为局部型关键结构形式，结构中有很多构件都成为局部型关键结构形式，结构中有很多构件都成为局部型关键构件构件构件构件n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性尽量形成超静定结构尽量形成超静定结构尽量形成超静定结构尽量形成超静定结构 uu结构的鲁棒性与结构的超静定次数密切相关。结构的鲁棒性与结构的超静定次数密切相关。结构的鲁棒性与结构的超静定次数密切相关。结构的鲁棒性与结构的超静定次数密切相关。uu超静定次数也即在结构鲁棒性研究所说的结构超静定次数也即在结构鲁棒性研究所说的结构超静定次数也即在结构鲁棒性研究所说的结构超静定次数也即在结构鲁棒性研究所说的结构冗冗冗冗余度
47、余度余度余度。uu冗余度是结构备用传力路径的指标冗余度是结构备用传力路径的指标冗余度是结构备用传力路径的指标冗余度是结构备用传力路径的指标uu结构的冗余度越大，结构备用传力路径越多，鲁结构的冗余度越大，结构备用传力路径越多，鲁结构的冗余度越大，结构备用传力路径越多，鲁结构的冗余度越大，结构备用传力路径越多，鲁棒性也越高。棒性也越高。棒性也越高。棒性也越高。n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性尽量形成超静定结构尽量形成超静定结构尽量形成超静定结构尽量形成超静定结构 uu当然，如果超静定次数都是集中于结构次要构件当然，如果超静定次数都是集中于结构次要构件当然，如果超静定次数都是集中于结构次要构件
48、当然，如果超静定次数都是集中于结构次要构件部分，这种冗余度增加对提高结构鲁棒性的作用部分，这种冗余度增加对提高结构鲁棒性的作用部分，这种冗余度增加对提高结构鲁棒性的作用部分，这种冗余度增加对提高结构鲁棒性的作用不大不大不大不大uu如框支结构，即使上部结构的冗余度再大，也不如框支结构，即使上部结构的冗余度再大，也不如框支结构，即使上部结构的冗余度再大，也不如框支结构，即使上部结构的冗余度再大，也不会提高结构的鲁棒性，因为此时结构的鲁棒性集会提高结构的鲁棒性，因为此时结构的鲁棒性集会提高结构的鲁棒性，因为此时结构的鲁棒性集会提高结构的鲁棒性，因为此时结构的鲁棒性集中于局部型关键构件的框支部分中于局
49、部型关键构件的框支部分中于局部型关键构件的框支部分中于局部型关键构件的框支部分uu因此，因此，因此，因此，只有对具有整体型关键构件的结构增加冗只有对具有整体型关键构件的结构增加冗只有对具有整体型关键构件的结构增加冗只有对具有整体型关键构件的结构增加冗余度，才具有提高结构鲁棒性的意义余度，才具有提高结构鲁棒性的意义余度，才具有提高结构鲁棒性的意义余度，才具有提高结构鲁棒性的意义 n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性唐山地震，唐山地震，唐山地震，唐山地震，19761976年年年年7 7月月月月2828日，死亡日，死亡日，死亡日，死亡242,769242,769人人人人 增强结构的整体牢固性增强结
50、构的整体牢固性增强结构的整体牢固性增强结构的整体牢固性 n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性增强结构的整体牢固性增强结构的整体牢固性增强结构的整体牢固性增强结构的整体牢固性 n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性增强结构的整体牢固性增强结构的整体牢固性增强结构的整体牢固性增强结构的整体牢固性 uu增强结构的整体牢固性，一般可通过可靠的连接增强结构的整体牢固性，一般可通过可靠的连接增强结构的整体牢固性，一般可通过可靠的连接增强结构的整体牢固性，一般可通过可靠的连接或增强连接构造措施来实现，如原来铰接连接改或增强连接构造措施来实现，如原来铰接连接改或增强连接构造措施来实现，如原来铰接连接改或增强
51、连接构造措施来实现，如原来铰接连接改为刚结连接。为刚结连接。为刚结连接。为刚结连接。uu对于装配式结构，加强构件间的连接构造措施特对于装配式结构，加强构件间的连接构造措施特对于装配式结构，加强构件间的连接构造措施特对于装配式结构，加强构件间的连接构造措施特别重要，如预制楼板之间，应采取措施将板端钢别重要，如预制楼板之间，应采取措施将板端钢别重要，如预制楼板之间，应采取措施将板端钢别重要，如预制楼板之间，应采取措施将板端钢筋拉结，使楼板形成整体。筋拉结，使楼板形成整体。筋拉结，使楼板形成整体。筋拉结，使楼板形成整体。uu这种措施，通常费用增加较少，只是需要在设计这种措施，通常费用增加较少，只是需
52、要在设计这种措施，通常费用增加较少，只是需要在设计这种措施，通常费用增加较少，只是需要在设计中提高增强连接构造的意识，并加强施工管理即中提高增强连接构造的意识，并加强施工管理即中提高增强连接构造的意识，并加强施工管理即中提高增强连接构造的意识，并加强施工管理即可。可。可。可。 n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性增强结构的整体牢固性增强结构的整体牢固性增强结构的整体牢固性增强结构的整体牢固性 uu显然，整体现浇混凝土结构，由于其整体性好，因而具有显然，整体现浇混凝土结构，由于其整体性好，因而具有显然，整体现浇混凝土结构，由于其整体性好，因而具有显然，整体现浇混凝土结构，由于其整体性好，因而具
53、有较好的抗震鲁棒性。较好的抗震鲁棒性。较好的抗震鲁棒性。较好的抗震鲁棒性。uu而相对于钢结构，尽管钢构件本身具有较好的延性，但如而相对于钢结构，尽管钢构件本身具有较好的延性，但如而相对于钢结构，尽管钢构件本身具有较好的延性，但如而相对于钢结构，尽管钢构件本身具有较好的延性，但如果过多的采用螺栓连接，其整体性反而较差。果过多的采用螺栓连接，其整体性反而较差。果过多的采用螺栓连接，其整体性反而较差。果过多的采用螺栓连接，其整体性反而较差。uu即使是焊接，由于焊接区域材料的强度有可能低于钢构件即使是焊接，由于焊接区域材料的强度有可能低于钢构件即使是焊接，由于焊接区域材料的强度有可能低于钢构件即使是焊
54、接，由于焊接区域材料的强度有可能低于钢构件本身的强度，可能导致连接部位先于构件破坏，使得在罕本身的强度，可能导致连接部位先于构件破坏，使得在罕本身的强度，可能导致连接部位先于构件破坏，使得在罕本身的强度，可能导致连接部位先于构件破坏，使得在罕遇地震下结构的整体性丧失。遇地震下结构的整体性丧失。遇地震下结构的整体性丧失。遇地震下结构的整体性丧失。uu美国世贸大厦产生连续垮塌的原因之一，就是楼盖结构与美国世贸大厦产生连续垮塌的原因之一，就是楼盖结构与美国世贸大厦产生连续垮塌的原因之一，就是楼盖结构与美国世贸大厦产生连续垮塌的原因之一，就是楼盖结构与框筒结构的连接薄弱。框筒结构的连接薄弱。框筒结构的
55、连接薄弱。框筒结构的连接薄弱。n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性 鲁棒性与冗余度鲁棒性与冗余度 n n与结构鲁棒性相关的另一个概念是结构的与结构鲁棒性相关的另一个概念是结构的与结构鲁棒性相关的另一个概念是结构的与结构鲁棒性相关的另一个概念是结构的冗余度冗余度冗余度冗余度 RedundancyRedundancyn n结构的冗余度，即结构的超静定次数。结构的冗余度，即结构的超静定次数。结构的冗余度，即结构的超静定次数。结构的冗余度，即结构的超静定次数。n n但对结构鲁棒性来说，冗余度意味着具有但对结构鲁棒性来说，冗余度意味着具有但对结构鲁棒性来说，冗余度意味着具有但对结构鲁棒性来说，冗余度意
56、味着具有备用传备用传备用传备用传力路径力路径力路径力路径，也即当意外事件造成结构中的某一构件，也即当意外事件造成结构中的某一构件，也即当意外事件造成结构中的某一构件，也即当意外事件造成结构中的某一构件或局部破坏而丧失其承载能力，其原有传力功能或局部破坏而丧失其承载能力，其原有传力功能或局部破坏而丧失其承载能力，其原有传力功能或局部破坏而丧失其承载能力，其原有传力功能可转由结构其它未破坏部分传递，称为可转由结构其它未破坏部分传递，称为可转由结构其它未破坏部分传递，称为可转由结构其它未破坏部分传递，称为备用传力备用传力备用传力备用传力路径路径路径路径和和和和备用传力能力备用传力能力备用传力能力备用
57、传力能力。n n冗余度大的结构，整体性好，备用传力路径多和冗余度大的结构，整体性好，备用传力路径多和冗余度大的结构，整体性好，备用传力路径多和冗余度大的结构，整体性好，备用传力路径多和备用传力能力大，其鲁棒性也高。备用传力能力大，其鲁棒性也高。备用传力能力大，其鲁棒性也高。备用传力能力大，其鲁棒性也高。提纲提纲n n结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义n n结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性n n结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁
58、棒性结构破坏模式与鲁棒性n n结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性n n赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性n n结语结语结语结语uu结构的破坏模式可以分为结构的破坏模式可以分为结构的破坏模式可以分为结构的破坏模式可以分为整体型破坏模式整体型破坏模式整体型破坏模式整体型破坏模式和和和和局部局部局部局部型破坏模式型破坏模式型破坏模式型破坏模式。uu具有整体破坏模式的结构有：强柱弱梁框架结构、具有整体破坏模式的结构有：强柱弱梁框架结构、具有整体破坏模式的结构有：强柱弱梁框架结构、具有整体破坏模式的结构有
59、：强柱弱梁框架结构、剪力墙结构、筒体结构、束筒结构、巨型框架结剪力墙结构、筒体结构、束筒结构、巨型框架结剪力墙结构、筒体结构、束筒结构、巨型框架结剪力墙结构、筒体结构、束筒结构、巨型框架结构等；构等；构等；构等；uu而框支结构、积木式结构（砌体结构）则往往容而框支结构、积木式结构（砌体结构）则往往容而框支结构、积木式结构（砌体结构）则往往容而框支结构、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易产生局部式破坏模式，也即结构局部的损坏即易产生局部式破坏模式，也即结构局部的损坏即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。可能
60、导致整体结构的严重破坏、并造成重大灾害。可能导致整体结构的严重破坏、并造成重大灾害。可能导致整体结构的严重破坏、并造成重大灾害。 uu只有对于具有整体式破坏模式的结构，提高结构只有对于具有整体式破坏模式的结构，提高结构只有对于具有整体式破坏模式的结构，提高结构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鲁棒性的措施才具有实际意义鲁棒性的措施才具有实际意义鲁棒性的措施才具有实际意义。n n结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性uu具有整体型破坏模式的结构，其具有整体型破坏模式的结构，其具有整体型破坏模式的结构，其具有整体型破坏模式的结构，其结构体系中构件结构体系中构件结
61、构体系中构件结构体系中构件的重要性层次明确的重要性层次明确的重要性层次明确的重要性层次明确，即具有整体型关键构件、一，即具有整体型关键构件、一，即具有整体型关键构件、一，即具有整体型关键构件、一般构件、次要构件和赘余构件，次要构件和赘余般构件、次要构件和赘余构件，次要构件和赘余般构件、次要构件和赘余构件，次要构件和赘余般构件、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，都不会对整体结构件的破坏，乃至从结构去除，都不会对整体结构件的破坏，乃至从结构去除，都不会对整体结构件的破坏，乃至从结构去除，都不会对整体结构的安全性有重大影响。构的安全性有重大影响。构的安全性有重大影响。构的
62、安全性有重大影响。uu从结构抵御意外事件角度来看，整体型破坏模式从结构抵御意外事件角度来看，整体型破坏模式从结构抵御意外事件角度来看，整体型破坏模式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，的结构可以使得更多的（次要或赘余）构件破坏，的结构可以使得更多的（次要或赘余）构件破坏，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。有利于耗散更多的能量。有利于耗散更多的能量。有利于耗散更多的能量。 n n结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性尼加拉瓜美洲银行尼加拉瓜美洲银行尼加拉瓜美洲银行平面尼加拉瓜美洲银行平面提纲提纲n n结构鲁棒性的
63、概念和意义结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义n n结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性n n结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性n n结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性n n赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性n n结语结语结语结语uu结构的鲁棒性高，意味着结构有更高的安全储备结构的鲁棒性高，意味着结构有更高的安全储备结构的鲁棒性高，
64、意味着结构有更高的安全储备结构的鲁棒性高，意味着结构有更高的安全储备uu通常人们所理解的结构的安全储备，是指结构的通常人们所理解的结构的安全储备，是指结构的通常人们所理解的结构的安全储备，是指结构的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。最大承载力与使用荷载的比值。最大承载力与使用荷载的比值。最大承载力与使用荷载的比值。uu实际上，实际上，实际上，实际上，延性大小也是结构安全储备的重要组成延性大小也是结构安全储备的重要组成延性大小也是结构安全储备的重要组成延性大小也是结构安全储备的重要组成部分部分部分部分。uu从结构冗余度观点来看，脆性构件的破坏通常导从结构冗余度
65、观点来看，脆性构件的破坏通常导从结构冗余度观点来看，脆性构件的破坏通常导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，而延性致与该构件相关联的所有冗余度均丧失，而延性致与该构件相关联的所有冗余度均丧失，而延性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构件的破坏则不会导致与该构件相关联的所有冗构件的破坏则不会导致与该构件相关联的所有冗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，即余度同时丧失，即余度同时丧失，即余度同时丧失，即延性构件对于维持整体结构的延性构件对于维持整体结构的延性构件对于维持整体结构的延性构件
66、对于维持整体结构的冗余度具有重要作用冗余度具有重要作用冗余度具有重要作用冗余度具有重要作用。 n n结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性uu需引起注意是，在讨论结构延性问题时，不能仅仅局限需引起注意是，在讨论结构延性问题时，不能仅仅局限需引起注意是，在讨论结构延性问题时，不能仅仅局限需引起注意是，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于延性系数，而要将结构的延性与结构的破坏模式联系于延性系数，而要将结构的延性与结构的破坏模式联系于延性系数，而要将结构的延性与结构的破坏模式联系起来。起来。起来。起来。uu对于抗震结构来说，对于抗震结构来
67、说，对于抗震结构来说，对于抗震结构来说，整体结构的延性比局部构件的延性整体结构的延性比局部构件的延性整体结构的延性比局部构件的延性整体结构的延性比局部构件的延性更为重要更为重要更为重要更为重要。uu比如说，延性系数达到比如说，延性系数达到比如说，延性系数达到比如说，延性系数达到6 6的框支结构，其抗震性能和鲁棒的框支结构，其抗震性能和鲁棒的框支结构，其抗震性能和鲁棒的框支结构，其抗震性能和鲁棒性不可能好于延性系数只有性不可能好于延性系数只有性不可能好于延性系数只有性不可能好于延性系数只有3 3的剪力墙结构。的剪力墙结构。的剪力墙结构。的剪力墙结构。uu通常，构件的延性是保证出现塑性铰部位的变形
68、能力和通常，构件的延性是保证出现塑性铰部位的变形能力和通常，构件的延性是保证出现塑性铰部位的变形能力和通常，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。耗能能力。耗能能力。耗能能力。uu而结构的延性与构件的延性既有联系，又有区别而结构的延性与构件的延性既有联系，又有区别而结构的延性与构件的延性既有联系，又有区别而结构的延性与构件的延性既有联系，又有区别uu结构的延性反映的是整体结构在某种荷载下的宏观变形结构的延性反映的是整体结构在某种荷载下的宏观变形结构的延性反映的是整体结构在某种荷载下的宏观变形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。能力。能力。能力。n n结构的承载力
69、和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性提纲提纲n n结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义n n结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性n n结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性n n结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性n n赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性n n结语结语结语结语uu赘余构件是一种特殊的次要构件，对增
70、加结构的赘余构件是一种特殊的次要构件，对增加结构的赘余构件是一种特殊的次要构件，对增加结构的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。鲁棒性具有重要意义，甚至是十分重要的。鲁棒性具有重要意义，甚至是十分重要的。鲁棒性具有重要意义，甚至是十分重要的。uu许多消能减震结构，特别是采用位移型阻尼器的许多消能减震结构，特别是采用位移型阻尼器的许多消能减震结构，特别是采用位移型阻尼器的许多消能减震结构，特别是采用位移型阻尼器的消能减震结构，位移型阻尼器实际上都是一种赘消能减震结构，位移型阻尼器实际上都是一种赘消能减震结构，位移型阻尼器实际上都是一种赘消能减震结构，位
71、移型阻尼器实际上都是一种赘余构件。余构件。余构件。余构件。 n n赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性New San Francisco Bay Bridge New San Francisco Bay Bridge New San Francisco Bay Bridge uu赘余构件在正常使用情况下不起作用或只起很小赘余构件在正常使用情况下不起作用或只起很小赘余构件在正常使用情况下不起作用或只起很小赘余构件在正常使用情况下不起作用或只起很小的作用，但在遭遇意外事件（如罕遇地震）时，的作用，但在遭遇意外事件（如罕遇地震）时，的作用，但在遭遇意外事件（如罕遇地震）时，的作用，但在遭遇意外事件（如罕
72、遇地震）时，它们就能够起作用。它们就能够起作用。它们就能够起作用。它们就能够起作用。uu赘余构件的破坏、甚至退出（从结构中去除）不赘余构件的破坏、甚至退出（从结构中去除）不赘余构件的破坏、甚至退出（从结构中去除）不赘余构件的破坏、甚至退出（从结构中去除）不会影响整个结构的完整性。会影响整个结构的完整性。会影响整个结构的完整性。会影响整个结构的完整性。n n赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性uu赘余构件可以看作是结构在意外事件时的自动赘余构件可以看作是结构在意外事件时的自动赘余构件可以看作是结构在意外事件时的自动赘余构件可以看作是结构在意外事件时的自动保险，即以赘余构件的损失和破坏来达到保全保险，
73、即以赘余构件的损失和破坏来达到保全保险，即以赘余构件的损失和破坏来达到保全保险，即以赘余构件的损失和破坏来达到保全和避免主体结构的严重破坏或垮塌。和避免主体结构的严重破坏或垮塌。和避免主体结构的严重破坏或垮塌。和避免主体结构的严重破坏或垮塌。uu虽然赘余构件的采用可能违背工程经济与简洁虽然赘余构件的采用可能违背工程经济与简洁虽然赘余构件的采用可能违背工程经济与简洁虽然赘余构件的采用可能违背工程经济与简洁的概念，但作为一种特殊的安全储备，对于结的概念，但作为一种特殊的安全储备，对于结的概念，但作为一种特殊的安全储备，对于结的概念，但作为一种特殊的安全储备，对于结构抵御不可预测的意外作用具有重要作
74、用。构抵御不可预测的意外作用具有重要作用。构抵御不可预测的意外作用具有重要作用。构抵御不可预测的意外作用具有重要作用。 n n赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性提纲提纲n n结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义结构鲁棒性的概念和意义n n结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义结构破坏的定义n n结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性结构体系与鲁棒性n n结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性结构破坏模式与鲁棒性n n结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性结构的承载力和延性与鲁棒性n n赘余构
75、件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性赘余构件与鲁棒性n n结语结语结语结语提高结构鲁棒性措施的有以下几个方面：提高结构鲁棒性措施的有以下几个方面：提高结构鲁棒性措施的有以下几个方面：提高结构鲁棒性措施的有以下几个方面： n n尽量采用具有尽量采用具有尽量采用具有尽量采用具有备用传力路径备用传力路径备用传力路径备用传力路径的结构体系的结构体系的结构体系的结构体系n n结构体系应具有层次性，具有结构体系应具有层次性，具有结构体系应具有层次性，具有结构体系应具有层次性，具有整体型关键构件整体型关键构件整体型关键构件整体型关键构件；n n应从承载力和延性两方面提高整体结构的安全储应从承载力和延性
76、两方面提高整体结构的安全储应从承载力和延性两方面提高整体结构的安全储应从承载力和延性两方面提高整体结构的安全储备，备，备，备，对于整体型关键构件主要提高承载力安全储对于整体型关键构件主要提高承载力安全储对于整体型关键构件主要提高承载力安全储对于整体型关键构件主要提高承载力安全储备，对于其它构件在保证基本承载力安全储备的备，对于其它构件在保证基本承载力安全储备的备，对于其它构件在保证基本承载力安全储备的备，对于其它构件在保证基本承载力安全储备的基础上，提高变形能力安全储备基础上，提高变形能力安全储备基础上，提高变形能力安全储备基础上，提高变形能力安全储备n n使结构在意外事件作用下具有使结构在意
77、外事件作用下具有使结构在意外事件作用下具有使结构在意外事件作用下具有整体型破坏模式整体型破坏模式整体型破坏模式整体型破坏模式；n n增加与整体型关键构件相关联的增加与整体型关键构件相关联的增加与整体型关键构件相关联的增加与整体型关键构件相关联的冗余度冗余度冗余度冗余度n n设置加强结构整体性的构件，并加强构件间的连设置加强结构整体性的构件，并加强构件间的连设置加强结构整体性的构件，并加强构件间的连设置加强结构整体性的构件，并加强构件间的连接构造措施，增强接构造措施，增强接构造措施，增强接构造措施，增强结构的整体性结构的整体性结构的整体性结构的整体性n n设置专门的设置专门的设置专门的设置专门的赘余构件赘余构件赘余构件赘余构件欢迎提问！欢迎提问！谢谢！谢谢！
