： 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 500—11及构筑物抗震】设，。计规：范，GB： 50191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 》 》。17.1《.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GB 5—019？1的抗震设计原则与！现行国家标准建筑抗！震设计规范GB 】50011-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 】50011》。及构筑物抗震设【计规范GB 501！91：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 1】7.1.《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 50223！。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55％》 》 17.1.—3  本《条为现行《国家：标准建筑抗震设【计，规范GB 50【011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1/20】0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G《B， 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17.1.【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！1，7.2.《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 50！。011？及构筑？物抗：震设：计规范GB 5【0191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＝】fy,act/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f《y,act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AISC3】41：-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600mm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 500！11第1章～第5】章的规定 —