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刚度是使结构发生单位位移所需的力,是结构的内在联系;延性表示结构塑性变形能力大小,是抗震设计的目标。两者对结构的抗震性能有着决定性的影响。结构单纯抗风设计时,需要足够的刚度来抵抗变形;而结构单纯抗震设计时,需要足够的延性。刚度太大或者太小对结构抗震性能都不利。结构刚度大小与结构延性大小并没有直接关系,但会决定着结构延性设计能否实现。如果结构刚度太大,结构过刚则变形能力差,在水平地震作用下,不仅吸收的地震力大,且结构一直处于弹性阶段,结构不会发生塑性变形,延性耗能设计无法实现,对于地震发生概率极小的抗震设计来说,是不经济的。如果结构刚度太小,结构在很小的水平地震作用下,结构过早发生屈服,变形太大,结构可能由于刚度不足而发生破坏。因此,“刚柔相济”才是设计工作的最终最求。本文基于作者在设计实践和学习过程中积累的设计经验,在参考大量文献和著作的基础上,结合自身体会,归纳总结出了部分重要构件(梁、连梁、板、柱、剪力墙、嵌固端、基础)的刚度和延性设计方法与思路,并在此基础上,阐述刚度和延性理论在PKPM模型调整与优化和结构设计全过程中的具体体现与应用。将刚度和延性理论与设计院工作经验和PKPM实际操作能力相结合,得到一套完全针对PKPM模型调整与优化的操作性较强的结构刚度和延性设计方案与思路。联系工程实例,对高层框架-剪力墙结构刚度和延性进行设计与优化。寻找结构刚度和延性的平衡点,确定结构整体刚度和延性控制指标的最优取值范围,使结构“刚柔相济”,抗震性能良好。结合设计院实践经验,当位移角、位移比、周期比、刚度比、刚重比、剪重比、轴压比满足规范要求,且在特定范围内取值时,结构既安全又经济,设计工作中比值也较容易实现。对于七度(0.15g)设防的框架-剪力墙结构来说,位移角取值1/960~1/800,位移比取值1.0~1.2,周期比取值0.72~0.9,刚度比取值0.9~1.08,刚重比取值2.7~3.24,剪重比取值0.024~0.0288,柱轴压比取值0.72~0.9,则结构刚度和延性适宜,“刚柔相济”,保证结构安全的情况下,获得最佳经济效益。同时也验证了框架-剪力墙结构具有良好的整体性,可以控制结构的刚度和延性做到“刚柔相济”,有良好的抗震性能,满足规范要求。