中震不屈服、大震不屈服与屈服球
2017-12-21 14:14阅读：
很多人都搞不清楚什么是屈服球，屈服球有什么作用，什么时候需要用到屈服球.我前期查阅了很多资料，发现这方面的资料非常少，所以在这里总结一下，如有写的不到位的地方还请大家多多指正。
本科学《混凝土结构设计原理》时，大家应该都有学到过受压构件的N-M相关曲线。书中有说到，对于给定截面尺寸、配筋及材料强度的偏心受压构件，截面承受的内力N与M并不是独立的，而是彼此相关的，N-M相关曲线表示的就是一个指定截面尺寸、材料强度等级、配筋的截面可能到达的承载力，曲线上的点都是可以到达的，曲线包围圈以外的点理论上是不可能到达的，而曲线包围圈以内的点则不是极限承载力。对于单偏压构件只有N-M曲线，而对于双偏压构件，就有相互垂直的两个弯矩轴，原来的曲线也就变成了一个封闭的球。
说到这里，我们只是解释了球是怎么来的，但是它为什么叫屈服球呢？这里就要提到结构基于性能的设计中的概念--不屈服。经常听到的有中震不屈服，与之同时出现的还有中震弹性。
目前对于复杂的超限结构，很多指标是无法满足现有规范的要求的，但是结构又必须要设计，要施工，这怎么办呢？针对这种超限结构，一般会单独召开超限审查会议，邀请一些超限专家土木大牛商量商量要怎么办，给这个结构重新定个指标。为了解决这个问题，现在《高规》中出现了基于性能的设计，说白了就是针对那些不满足规范的超限结构按新的方法进行计算，这个其实是一种妥协。前面我们提到的中震弹性、中震不屈服就是基于性能设计的一部分。
下面我们来说一说中震弹性、中震不屈服。
中震弹性是指取消构件内力调整系数，但保留荷载分项系数，材料强度取设计值。
中震不屈服是指不考虑抗震承载力调整系数以及荷载分项系数，内力、材料强度均按标准值计算。
通过对比可以发现中震弹性荷载、材料强度都是用的设计值，中震不屈服荷载
、材料强度用的标准值。再回到刚开始的屈服球，如果材料强度用设计值，我们可以得到一个屈服球；材料强度用标准值，又可以得到一个屈服球。用中震弹性计算方法算出的构件内力（轴力N，弯矩Mx，弯矩My）应该与设计屈服球进行对比，如果内力点在球内，则满足中震弹性设计，如果跑到设计屈服球与标准屈服球之间，则不满足中震弹性设计，不过前提是地震作用用的设计值。同样，中震不屈服计算得到的内力点跑到了两球之间也是可以的。
所以现在大家明白了吗，截面设计屈服球是用来验算中震弹性设计的构件内力的，而标准屈服球则是验算中震不屈服（或者大震不屈服）的构件内力的。一个内力点由轴力N，弯矩Mx，弯矩My唯一确定。我们可以先对结构进行中震（大震）作用下的弹塑性时程分析，将指定构件每个时刻的内力（轴力N，弯矩Mx，弯矩My）提取出来，输入到该截面计算得到的设计屈服球与标准屈服球中，通过观察屈服球对所有内力点的包络情况来判断构件是否达到了指定的性能目标。目前用的比较多的是大震弹塑性分析，并将构件内力结果与标准屈服球进行对比，判断是否达到大震不屈服的性能目标。
理论上构件的内力点是不可能超出标准屈服球的，但是由于目前分析软件各不相同，用到的材料本构以及积分方法各异，而画屈服球的程序用到的截面纤维积分方法以及材料本构也各不相同，所以有可能会出现内力点超出标准屈服球的情况。
