。 《17  钢结构抗震！性能化设计》 】 17.1  一！般规定 》   】  ：近年来随着国家【经，济形势的《。变化：钢结构？的应用？急剧增加结构形式日！益，丰富不同结》构体系和截面特性】的钢结构彼此间结】构，延性差异较大为【贯彻国家提出的“】鼓励：用钢、合理用钢【。”的经济政》策根据现行国家【标准建筑抗震设计】规范GB《 5：0011及构—筑物抗震设》计规范？GB 501—91规定《的抗震设《计原则针对钢结构】特点增加了钢—。结构构件和节点的抗！震性：能化设计内容根据】性，能化：。设计的钢结构其【抗震设计准则—如下验算本地区抗震！设防：烈度的？多遇地震作用的构】件，承载力和《结构弹性变形(小】震不坏)、根—据，其延性？。验算设防地震作用的！承载力(中震可修)！。、验算其《罕遇：地震作用的弹塑性变！形(大震不倒) 】 《     本章所】有规定均针对—结构体系中承受地震！作用的结《构部：分虽然结构真正的】设防目标为设防【地震但由于结构具】有一定的延性因此】无需采用中震弹性的！设计在满足一—定强度要求的前提下！让结构在设防地【震强度？最强的时段到来之前！结构部分构件先行】屈服削减刚》。度增大？结构的周《期，使结构的《。周期：与，地震波强度最大时】段的特征周期避【开，从而使结构对地震具！有一定程度的免疫】功能这种利》用某：些构件？的塑性变形》削减地震输入的抗】震设计方法可降低假！。想弹性结构的受【震，承载力要求基于这样！的观点？结构的抗震》。设计均允许结—构在地震《过程中？发生：一定程度的塑—性变形但塑性变形必！须控：制在对结构整体危】害，较小的部位》如梁端？形成塑？性铰是可《以接受的因为—轴力较小塑性—转动能？力很强？能，够适应较大的—塑性变形因此结构的！延性较好；而当柱子！截面内出《现塑性变《形时其后果就—不易：预料因为《。柱子内出现塑性【铰后需要抵抗随【后伴随侧移增加而出！现的新？。增弯矩而柱》子内的轴《力由竖？向重力荷载产生的】部分无法卸载这样】结构整体内将—。会，发生较难把握—的内力重分配因此抗！震设防？的钢结构除应满【足基本性能目标的承！载，力要求？外尚：应采用？能力设计《法进行塑性机构控】制无法达成预想的】破坏机构时应采【取补偿措施》。 ：     另！外对于很多结构【地震作用并不是结构！设，计的主要控制因素其！构件实际《具，有的：受，震承载？力很高因此抗震构】造可适当降低从而降！低能耗？节省造价 】   《  众所周知抗【震，设计的本质》是控制？。。地震施加给建筑【物的能量弹性—。变，形与塑性变形(【延性)？均可：消，耗能量在能》量输入？。相同的？条，件下结构延性越好】弹，性承载力要求—越低反之结构延性】差则：弹，性承载力要求高本】。标准简称为“—高延性-低承—载力”？和“低？延性-高承载力”两！种抗震设计》。。思路均可达成大【致，相同：。的，设防：目，标结构根据预先设定！。的，。延性等级确定对应】的，地震作用的》设计方法本标准称为！“性能化设计方【法”采用低》延性：-高承载力思路设计！的钢结？。构在：本标准？中，特指：在规定的设防类别下！延，性要求最低的钢结构！ 1【7.1.1  【我国是一个多地震】国家性能化设计的】适用：。面广只要提出合适】的，性能目标基本可【适用于？所有的结构由于目前！相关设计经验—不多本章的适用范围！暂时压缩在较小【的范围内在有可靠】的，。设计经验和理论依据！后适用范围可放宽 ！。   【  由于现》行国家标准构筑物】抗震设计规范G【B 5019—1的抗震设计—。原则与现《行国家标准建筑抗】。震设计规范GB【 5：。0，01：1-致？因此：本章：既适用于建》筑，物又适用于构筑【物 【。  ：  ：结构遵？循现有？抗震规？范的规定《采，用，的也：。是，某种：性，能化设计的手段不同！。点仅：在于地震作用—。按小震？设计意？味着延性仅有一【种选择由于》设计条件及要求【的多样化实》际工程按照某类特】定延性的《要求实施《有时将导致设计不】合理甚至难以实【现 ？    【 大部？分钢结构构件由薄壁！板件构成因》此针对结构》体系的多《样性：及其：不同的设防要—。求采用合理的—抗震设计思路才能在！保证抗震设》防，目标的前提下减少结！构的用钢量如虽然大！。部分多高《层，。钢结构适合采用高延！性，-低承？载力设计《思路但？对于多层钢框—架结构在低》烈度区采用低延性】-高承载力》的抗震思路可能更】为合理单层工业厂房！也更适？合采用？低延性-高承载力】的抗震？思路本章可为工程】师的：选择提供依据—满足本？章规定的钢结—构无需满足现行国家！标准建？筑抗震？设计规？范GB 50—011及构筑物【。抗震设计规》范GB 5》0191中针对特定！结构的构《。造要求和规定—应用本章规定时【尚应根据《各类建筑的》实际情况选择合适的！抗震策略如》高，烈度区民用高层建筑！不应采用低延性结构！ 《 17.1.【2  本章条文【。主要针？对标准设防类—钢结构本标准采【用延性等级反映【构，件延性承载性—能等级反《映，构件承载力》延，性等级和承载—性能等级的合理匹】。配实现“高延性【-低承载力》、低延性-》高承载力”的设计思！路对：于不同设防》类别的设《防标准本标准按现行！国家标准建筑—工程抗震设防—分类标准《GB 5022【3规定的原则在其他！要求一致的情况【下相对于《标准设？防类钢结构重点【设防类钢《结构拟采用》承载性能等》级保：持不变？、，延性等？级提高一级或延性】等级保持《不变、？承载性能等级提高一！级的设计手法特殊设！防，类钢结构采用—承载性能等级保持】不变、延性等级【提高两级或延性等】级保持不变、承【载性能等级提—高两级？的设计手法在延性等！级保：持，不变的？情，况下重点设防—。类钢结？。构承：载力约提高25％】。特殊设防类钢结【构承载力约提高5】5％ —。 ：17.1.3  】本条为现《行国家标《准建：筑，抗震设计规范GB】 5：0011《性能化设计指标要求！的具体化本》。章钢结构抗》震设计思路是进行塑！。。性机构控制由于非】塑性耗能区构件和节！点的承载力设计【要求：取决于？结构：。体系及构件塑性【耗，。能区的性能因此【本，条仅规定了》构件塑性耗能区的抗！震，性能：目标对于框架结构除！单层和顶层框架【外塑性耗能》区宜为框架梁端；对！于支撑？结，构，塑性耗能区宜为成】对设置？的支撑；对于框架-！中心支撑结构塑性】耗，能，区宜为成对设置的支！撑、框架梁端；【。对，于框架-偏心支【撑结：构塑性耗能区宜为】。耗能梁？段、框架梁端—。  【   完好指承【载力设？计值：满足弹？性计算内力设—计值的要求基本【完好指承载》力设计值满足刚度】适当：。折减后的内力设【计值要求《或，承载力标准值满【足要求轻微变—形指层间侧移约1】/200时塑性耗能！区的变形显著变形】指层间侧《移为1？/50～1/40时！塑性耗能区》的，变形“？多遇地震不坏”【即允许耗能构件的损！坏处于日常维修【范围内此时可采【用耗能？构件：刚度适当折》减，的计算模《型进：行弹性分析》并满足承载力设计】值的要求故称之为】“基本完《好” — ：17.？1.4？  为引导合理设】计避免不必要的抗震！构造本条对标准设防！类的建筑根据—。。设防烈度和结—构高度提出了构件塑！性，耗能区不《同的：抗震性能要求范【围由于地震的复【杂，性，表17.1.4-1！仅作为参考不—需严格执行抗震【设计仅是利用有限的！财力使地震造成的】损失控制《。在合理的《范围内设计者—应根据国家制定的安！全度标准权衡承载】力，和延性采用合理【的承载性能等级 ！ 《 ， ，  需要特别指出的！是本条第1款—结构满足多遇地【震，下承载？力，要求并不是要求结】构所有构件满—足，小震承？。。载力设计要求比如】偏心支撑的耗能【梁段在多《遇地震作《用下即可进入—塑性状态另外进行小！震计算时仅塑性【耗能区屈服的结构可！考虑：刚度折减实》际上按照本章通过】能力设计后满足设】防地震作《用下：考虑性能系数—的，承载力要求后在多遇！地震作用下除塑性】。耗能区外通常—其余：。构件与节点可处【于，弹性状？态并满足设计承载力！要求因此侧》移限值要求》和现行国家标准建】筑抗震？设计规范GB 【。50011一致即能！保证当？遭受低于本地区【抗震：设防烈度《的多遇地震影—。响时主体结构不受损！坏或不需修理—可继：续使用 ！    《钢结构的性能化【抗震设计可通过以】下四个方面实现【 ， 《     1—  根据结构要【求的：不同选？用不同？的性能系数见表【17.2.2-1】一般来说由于地震作！用的：。不确定性对于结【构来说延《性比：承，载力更为重要因此对！于多高层民用钢结】构首先必须保证【必要的延性一般应】采，用高延性《-低承？载力的设计思路【；而：对于工业建筑为【。降低造价宜采用低延！。性，-高承？载力的？设计思路 》 ：  《。 ，  2  按—高延性-《低承载力思路进【行的设计采》用下列措施》进行延性开展机构的！控制： ， 》   ？     》1)采用《能，。力设计法进行—。。塑性开展机》构的控制； — ，      ！   2《)引入非《塑性：耗能区内《力调整系数引导【构件相对强弱—符合延性开》展的要求； 】   》    《。 ， 3)引入相邻构件！材料相？对强弱？。系数：确保延性开》展机构的实》。现 》     —3  根《据不同的《性能要求采》用不同的抗震构造 ！ ，    【 4 ？ 通过对承》载力和延性间—权衡使得结构在【相同的安全度下更具！经，济，性   ！  为避免》结，构在罕遇地震下倒】塌除：单层钢结构外—当结：。构延性较差时宜提】高侧移要求》即层：间，位移角限值要—求适：当加严 ！    本条表【。1，。7.1？.4-2为实现【。高延性-低承载【力、低延性-高承】载力设计思路的具】体规定不同》结构对不同楼层的】延性需求均》。不相同在大多数【情况：下结：构底层是所有楼【层，延性需？求最高的部》分，为简化设计整个【结构：可采用？相同的？结构构件延性—等级来保证》满足延性需求当不同！楼层：的实际性能系数【明显不同《时各楼层也》可采用？不同的结构构件延】性等级 —   》  当按本标准进行！性能化设计采用低】延性-？高承载力设计思路】时无须进行机构【控制：验算本标准第17.！2.4条～第—17.2.12条】为机构控制验算【的具体规定但当性能！。系数：。小于1？时支撑系统》构件尚应考虑压杆】屈曲和卸《载的影响 》 ： 17.1.】5  本条为—。。性能化设计》的基本原则本标准】第17.2节—。及，第17？.，3节：为，这些原则的具—体化：塑性耗能区性能系数！取值最低关键构【件和节点取》值较高关键构件【和节点可按下列原】则确定 【    》 1  通》过增加其承》载力保证结构—预定传力《途径的构件和—节点：； ？     2！  关键传力—部位； ！  ：  3？  薄弱部位 【 ？     柱【脚、多？高层钢？结构中低于1/3】总高度的框架—柱、伸臂结构竖向桁！架的立柱、》水平伸臂与》竖向桁架交汇—区杆件、直接传【递转换构件内力的抗！震构件等都应—按关键构件处理【关键构件《和节点的性能系【数不宜？小于0.55 【   【  采用低》延性：。-高承载力》设计思路《时，本条：要求可？适当放宽 — ： 17.1—.6：。  本条是对有【抗震设防要求的钢结！构的材料要求 ！ ：    《 ，1  良好的可焊】性，和合格的冲击韧性】。。是抗震结构的基本】要求本款规定了弹性！区钢材在《。不同的工作》温度下相应的质量等！级，要求基？本，与需验算《疲劳的非焊接结构】的性能相《当；：弹，性区在强烈地震作】用下：仍处于弹性设—计阶：段因：此可适？当降低对材料屈强】比要求一《般来说屈强比不【应，高于0.9但—此时应采取可靠【措，施保：证，其处于弹性状态 】 》    2  【本款：。要求与现行国—家标准建筑》抗震设计规范—GB： 50011及构】筑物抗震设计规【。范GB？。 5019》1类似但增加了对】结构屈服强》度上限的规定—。 》     根据材料！调，研结果显示我国钢】材平均屈服》强度是名义屈—服，强度的1《.，2倍：离散性？很大尤其是Q2【35钢由于实际工】程中经常发生高钢】号，钢材由？于各种原因降级使用！的，情，况因：此为了避免》塑性铰？发生在非预期—部位补充《规定了塑《性耗能区《钢材：应满足屈《服强度？实测：值不高？于，上，。一级钢材屈服强【度，的条件值得特—别注意的是本—标，准规定的材料—要求是对加工后的】构，件的要？求我国？目前很多型材的材】质，报告给出的是型材加！工前：的，钢材特性设计人【员应避免选择—在加工过程中已【损失部？分塑性的《钢材作为塑》性耗：能区的？钢材当超强系数【按ηy＝《f，y,ac《t/fy计算—确，定时塑性耗能区钢材！可不满足屈服强度实！测值：不高于上一》级钢材屈服强度【的，。条件fy,a—ct：。为塑性耗能》区钢材？屈服强？。度实测？值；fy为塑—性耗：能区钢材设》。计用屈？服强度 —   》  3  》按照钢结构房屋【连接焊缝的重—要性并参照》AISC《341-05规范】首次提出了关键性焊！缝，。的概：念4：。条关键？性焊缝？分别为 —   》  ： ， ，。  1？)框架结构的梁【翼缘与柱的连接焊】缝，；， ：。 ， ：     》   ？ 2)？框架结构《的抗剪？连接板与《柱的连接《焊缝； ！ ，      — ，3)框架结构—。。的梁腹？板，与柱的？连接焊缝； —     ！    4)节点域！及其上下各6—00m？m范围内的柱翼缘与！柱，腹板间或箱》形柱：壁板间的连接焊缝】    ！ 本款主要》是为了保《证焊：缝和构件具有足够】的塑性变形能力真】正做到“强连接弱构！件”和实《现设计确定的屈服】机制 】17.1.》。7  由于地震作】用，的不确定性抗—。震设计最《重要的是概念设计当！结构均？匀对：称并具有清晰—直接的地《震力传递路径时则对！地震性能的预测【更为可靠比》。如，当竖向不均》匀，则可能出《现，应力集中或产生延】性，要求较高的》区域而导致》结构过？早破坏如首层—为薄弱？层时屈？服将限制在第一层】我，们在汶川地》震见到了许》多此：类破坏案例当然【隔震设计也》是，利用此原理进行因】。此按：本章进行《性能：化，设计时除采用低延性！-，高承载力设》计思路且采》用地震危害较—小的结构外应符【合现行国家标准【建筑抗震设计规【范GB？ 5：001？1第1章～第5【章的规定 —