： 17  钢结构！抗，震性能化《设计 【。 《 1：7.1  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G《B 500》11：及构筑？。物抗震？设计规？范GB 50—191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—GB 50191的！抗震设计原则—与现行国家标准建筑！抗震设？计规范GB 5【0011《-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 50！191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G：B 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 5001！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—/2：。00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！.1：2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 501【91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Q235【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,ac】t/f？y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；？f，。y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A：ISC341—。。-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】 ：