。 1》。7  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GB】 50011及构筑！物抗震设计》。规范GB 5—0，191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 —。 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？ 50？191的抗震设计】原则与？现行国？家标准建筑》抗震设计规范GB ！50：011？-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 5！0011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 500—11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】1/5？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 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1》7.2.2-—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 1！7.1.6》。  ：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《 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,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,ac—t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 50】011第1章～第5！章，的规定 》