钢结构性能设计的本质：控制地震施加给建筑物的能量

本文通过对GB50017-2017《钢结构设计标准》第17章-钢结构抗震性能化设计的概括总结，以期梳理出钢结构抗震性能化设计的本质，促进对性能化设计的理解及应用。

一、原理

“等能量原理”，在地震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，结构延性越差，则弹性承载力要求越高，即“高延性-低承载力、低延性-高承载力”。

二、基本思路

钢结构抗震性能化设计的思路是进行塑性机构控制，即控制结构的破坏路径。

塑性耗能区：构件首先进入塑性变形并消耗能量的区域，即为设计预定的屈服部位；

例如，框架梁端、支撑、耗能梁段等宜设为塑性耗能区；

三、基本方法

两条腿走路：承载验算—性能系数；构造措施—延性等级；

性能系数：依据塑性耗能区的实际承载力来确定，即结构在设防地震作用下，按弹性设计所需屈服强度的折减系数；因此，承载性能等级1~7，性能目标依次降低，性能系数（最小值）即“折减系数”依次减小，则构件（塑性耗能区）承载力越小，易首先进入塑性变形,延性要求越高。

除框架-偏心支撑结构外构件性能系数排列：框架柱>框架梁>支撑；

框架-偏心支撑结构的构件性能系数排列：框架柱>支撑>框架梁>消能梁段；

延性等级:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ延性依次变差，延性等级依次降低，承载力则由小到大，性能系数由小变大，性能等级数由大变小（7~1）;

构造措施：目的是保证节点破坏不先于构件破坏，按表17.1.4-2确定延性等级，并按17.3节对不同延性等级的要求采取对应抗震措施；

四、本质

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。

那么性能化抗震设计的本质就是：结构根据预先（人为）设定的延性高等级（高低）确定对应（性能等级）的地震作用大小的设计方法。

知识点：钢结构性能设计的本质

结构性能检验

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