2.6什么是延性？

延性是指某些结构构件和由这些构件组成的结构所具有的特性，当应力超过其弹性极限时，这些构件能够保持承载能力。对于具有明确屈服和极限变形能力的结构，如图2-5和2-6所示，延性µ由式2-12定义。

                                                        (2-12)

式中，δ_u和δ_y分别是失效和屈服开始时的位移。

延性是抗震性能的一个重要参数，因为它可以使没有足够强度的结构设计弹性地抵抗强震震动，并通过非弹性反应在这种震动中幸存下来。当不具有延性的结构受到地震动的影响，使其变形超过其弹性极限时，它们将失效。AISC 341中关于各种类型钢结构和组合结构设计的大多数设计标准旨在确保这些结构具有足够的延性，使其设计的力大大小于弹性抵抗设计地震动所需的力。

2.7非弹性反应如何影响结构？

非弹性反应的主要优点之一是它限制了由地面震动引起的结构中的力的大小。例如，如果一个结构具有类似于图2-5所示弹塑性滞回特性的滞回特性，那么无论地震震动使结构变形多远，它所承受的力永远不会超过F_y。如果一个结构设计得当，这种效应使得在抗震系统的关键位置放置延性构件成为可能，这些构件将屈服并保护其他非延性构件不受过度应力的影响。这是抗震结构设计中的一个关键策略，有时称为承载力设计，因为结构中非延性构件的设计具有足够的承载力，以抵抗延性构件屈服后产生的力。

非弹性反应也会影响结构在地震中的变形量。当一个结构物对地震震动作出非弹性反应时，会发生许多事情。如果结构是韧性的，在变形超过屈服点后，它将继续提供阻力。然而，它的瞬时刚度会降低，延长其有效振动周期并改变其振型。此外，由于结构的非弹性应变，它将开始以应变能的形式耗散地震赋予它的一部分能量。

伴随延性行为的刚度降低和周期延长往往会增加结构在地震力推动下所经历的位移量。同时，结构耗散的非弹性应变能作为一种阻尼形式，有利于减小振动引起的变形量。这些行为究竟如何影响特定结构取决于结构的初始动力特性和地面运动的动力特性。然而，对于非弹性反应对结构将经历的变形量的影响，有一些一般性的观察。

对于振动周期相对较长的结构而言，这些影响往往不同于振动周期较短的结构。在本讨论中，一阶振型周期为1秒或以上的结构可被视为长周期结构。一阶振型周期为0.5秒或更少的结构可被视为短周期结构。基本周期在0.5到1秒之间的结构物可能表现为短周期结构物或长周期结构物，这取决于地面震动的动力特性。

一般来说，长周期结构发生非弹性反应时的位移与结构保持弹性时的位移基本相同。这种行为首先被纽马克和霍尔（1982）注意到，有时被称为“等位移”规则。

短期结构的行为方式不同。当短周期结构屈服时，它们往往会经历比保持弹性时更大的位移。如果短周期结构的滞回特性使其经历了挤压，则会使位移增加更多。

对于短周期和长周期结构，非弹性强度退化倾向于进一步增加非弹性位移。应变硬化倾向于减少这些位移。

无论结构是脆性还是延性，还是短周期还是长周期，非弹性行为都会导致结构的损伤。在钢结构中，这种损伤将以屈服、屈曲和破裂的形式出现。根据这种损伤的严重程度，可能有必要也可能不需要在地震后修复结构。