？ 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 【。50011及—构筑物抗震设计【规范：GB 5019【1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G？B 5？0191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 ！50191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《 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》5，5％ 【 17.1.—3  本条为现【。行国家标准建筑【抗震设计规》范GB 《5，。00：1，1，。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1《7.1？.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 500【1，1一：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1》7.3？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 500！11及？构筑：物抗震设计》规范G？B 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Q—23：5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fy,】。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AI》SC341-05】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》00mm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—0011第》1章～第《5章的规定 【