， ， 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】1，1及构筑《。物抗震？设计规范G》。B， 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G【B 50191【的抗震设计原则【与现行国家标准建】筑抗震设计规—范GB 5001】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》。0，11及构筑》物抗震设《计规范GB 50】1，91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 ！ 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2【5％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1/200时】。塑性耗？能区的变形显著变形！指层间侧移为1/5！0～1/40—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 5001】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.【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1《7.2？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 5《0，0，。11及构《筑物抗震设》计规范GB 5【019？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？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η《y＝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：A，ISC341-0】。5，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60【0mm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 ？