钢结构性能设计的本质：控制地震施加给建筑物的能量

某次讲座上大师说：“ 其实是相当于规范开了个口子，方便超常规设计过审！ ”此话已无从考证，切勿深究 。

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。

个人水平有限，不足之处，欢迎多多批评指正！

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