钢结构新标准的解读及PKPM软件的实现.pdf

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1、钢结构设计标准GB50017-2017解读及PKPM软件实现徐卫东北京构力科技有限公司2018年5月一、标准总体情况介绍二、标准改动内容解析三、结构性能设计专题介绍四、对新标准的一些思考一、标准总体情况介绍二、标准改动内容解析三、结构性能设计专题介绍四、对新标准的一些思考标准制定情况 2012.6 征求意见稿发布 2015 送审稿 2016 报批稿 2017 改为钢结构设计标准 2017.12.12 正式发布 2018.7.1 正式执行标准内容概览 章节 11章-18章 附录 6-10 条文 375条-462条标准较大改动的章节 增加“钢结构抗震性能化设计”章节 构件设计章节拆分成“受弯构件”

2、、“轴心受力构件”、“拉弯、压弯构件”三个章节 连接和节点独立成章节 新增“加劲钢板剪力墙”一、标准总体情况介绍二、标准改动内容解析三、结构性能设计专题介绍四、对新标准的一些思考标准改动内容解析1.材料2.板件宽厚比等级3.二阶弹性和直接分析法4.计算长度5.构件设计6.连接和节点7.组合梁8.钢管节点9.疲劳和防脆断10.性能化设计 新增 合金钢材料Q460 (4.4.1)建筑结构用钢板 345GJ (4.4.2)结构用无缝钢管 (4.4.3)材料 修改 钢材厚度分级变化材料 修改 钢材材料分项系数变化材料 对比材料材料 新增，与国际接轨注：斜杆的宽厚比单独指定板件宽厚比 明确钢号修正参数

3、k为名义强度修正 Fy为屈服强度 增加应力修正系数板件宽厚比 与钢规2003对比板件宽厚比 与抗规对比板件宽厚比 与门规对比板件宽厚比 钢结构设计核心考虑内容-稳定性（大长细比构件、复杂空间结构体系、高强钢）传统设计方法繁琐且备受争议（有效/计算长度法、放大弯矩法）直接分析法-结构设计新理念、新趋势（欧盟规范、美国规范、相关规范、修订的中国规范、澳洲规范）二阶弹性和直接分析法 初始缺陷 结构的初始缺陷 构件的初始缺陷二阶弹性和直接分析法 简化的二阶弹性设计方法 选择二阶弹性分析设计方法后，程序自动增加整体缺陷荷载工况1和整体缺陷工况2。整体缺陷荷载属性归入永久荷载中，各种组合情况下的分项系数均

4、取1.0，重力荷载代表值和质量源系数取0。二阶弹性和直接分析法 简化的二阶弹性设计方法 荷载组合表中体现出缺陷工况。但缺陷工况和其他工况的组合原则不同 缺陷工况内力计算公式采用新钢标 计算书、构件信息等输出缺陷工况和相关组合二阶弹性和直接分析法 直接分析法 规范解释 构件验算二阶弹性和直接分析法 直接分析法的优点：1、结构的P-和P-效应2、系统整体的初始缺陷3、构件局部的初始几何缺陷4、构件残余应力和材料弹塑性5、节点刚度的影响（半刚性）6、仅需截面承载力校验二阶弹性和直接分析法 直接分析法的主要优点 1、不需要采用计算长度系数（存在不确定性）2、同时保证了整体系统和局部构件的稳定性（安全+

5、经济）3、仅需要截面承载力校验（强度检查）二阶弹性和直接分析法 框架柱的计算长度 需要按结构类型进行区分 强弱支撑判断无支撑框架有支撑框架（8.3.1-6）当不满足当不满足8.3.1-6公式时，不可按有支撑框架考虑计算长度系数！公式时，不可按有支撑框架考虑计算长度系数！计算长度 框架柱计算长度与2003规范对比 删除了弱支撑情况的考虑，弱支撑按无支撑考虑 无侧移判断方式发生变化 注意适用条件 规则框架计算长度计算长度 排架柱计算长度 上部连接有实腹钢梁 等截面的阶型柱计算长度 解决排架柱计算长度问题（2003）实腹钢梁与排架柱连接时，只能按铰接排架考虑，结果偏大 阶型柱时，上柱截面越大，反而越

6、不利，等截面时最不合理计算长度 受弯构件（梁）强度验算 参数说明构件设计 受弯构件（梁）稳定验算 不验算稳定的条件 与楼板相连的梁（同2003）满足一定的构造要求（只针对箱型，不同于2003）去掉H型截面不算稳定的构造要求构件设计 受弯构件（梁）支座负弯矩处约束上翼缘的梁下翼缘稳定 不满足以上条件时：1、设置下翼缘隅撑；2、设置横向加劲肋构件设计 轴心受力构件（斜杆）强度验算 不同钢号下控制公式会不同（拉、压）（拉、压）（拉）（拉）构件设计 轴心受力构件（斜杆）稳定验算 增加扭转屈曲的验算（对闭口截面可不算）增加不等边角钢的换算长细比 增加梭型圆管截面构件设计构件设计 轴心受力构件（斜杆）屈曲

7、后强度 当超过7.3.1条限值时，应按有效截面计算强度和稳定 有效截面分板块来计算算例：算例：H*Tw*B*T=1000*8*250*1003规范：规范：Ae=7560 mm2新规范：新规范：=0.419Ae=8285 mm2相差：相差：9.6%构件设计 拉弯、压弯构件（柱）强度 除圆管外 圆管 塑性发展系数构件设计 拉弯、压弯构件（柱）稳定（双向受弯）构件设计 拉弯、压弯构件（柱）等效弯矩系数m,t m需要区分结构类型 t需要计算无侧移框架无侧移框架有侧移框架有侧移框架构件设计 拉弯、压弯构件（柱）等效弯矩系数的变化 m有横向荷载有横向荷载无横向荷载无横向荷载旧规范新标准 或 1.0 或构件

8、设计 拉弯、压弯构件（柱）等效弯矩系数的变化 t 有横向荷载情况下，两个规范 t会差异很大有横向荷载有横向荷载无横向荷载无横向荷载旧规范新标准 近似于2/3+M1/3M2构件设计 拉弯、压弯构件（柱）圆管截面稳定构件设计 拉弯、压弯构件（柱）有效截面 超过S4级截面时，需要考虑有效截面（工字形、箱型）用有效截面替代计算承载力构件设计 拉弯、压弯构件（柱）桁架杆件次弯矩的考虑 有利于桁架杆件的设计构件设计 焊接连接 长焊缝的承载力折减（新增）焊缝的最小焊脚尺寸 直接承受动力荷载：=5 mm 不直接承受动力荷载:连接和节点 螺栓连接 抗滑移系数2003规范连接和节点2017标准 螺栓连接 孔型影响

9、 孔型的构造要求和尺寸匹配连接和节点 销轴连接（新增）只能考虑单向的铰接销轴，无法考虑面外 多耳板时没有考虑内力不均匀分布连接和节点 法兰连接 参考GB50135-2006进行设计 常见于电力设施连接和节点 节点域 增加受剪正则化长细比的控制连接和节点 扩展适用类型 简支梁和连续梁（可考虑负弯矩区段）有效翼缘宽度修改 实际b1会较前规范更大，对组合梁的验算结果更经济2003规范2017标准组合梁 明确负弯矩区段的承载力验算（14.2.2）删除抗剪弯筋 调整剪跨区段2003规范2017标准组合梁 增加纵向抗剪验算（14.6）防止楼板纵向开裂组合梁 所有节点的承载力都是基于实验回归得到 新增了节点

10、的受弯承载力的验算和加肋节点的考虑 篇幅有较大增加钢管节点 增加低周疲劳的预判公式（16.2.1）疲劳和防脆断一、标准总体情况介绍二、标准改动内容解析三、结构性能设计专题介绍四、对新标准的一些思考 三水准两阶段设计法中国抗震设计理论框架GGkEEkRERSS 内力调整内力调整构造要求构造要求罕遇地震下作用下罕遇地震下作用下的弹塑性分析的弹塑性分析结构规则性结构规则性多遇地震作用下多遇地震作用下的弹性分析的弹性分析中国抗震设计理论框架第一水准第一水准-1.55-1.55度度一般结构不受损失一般结构不受损失或不需修理或不需修理小震：小震：5050年基准期年基准期超越概率超越概率63%63%重现期重

11、现期5 50 0年年第二水准第二水准基本烈度基本烈度中中震：震：5050年基准期年基准期超越概率超越概率10%10%重现期重现期475475年年可能损坏、经一般可能损坏、经一般修理或不需要修理修理或不需要修理可继续使用可继续使用第一阶段第一阶段设计设计线弹性分析线弹性分析构造构造第三水准第三水准+1+1度度大大震：震：5050年基准期超年基准期超越概率越概率2-3%2-3%重现期重现期2000-25002000-2500年年不至倒塌或者发生危不至倒塌或者发生危及生命的严重破坏及生命的严重破坏第二阶段第二阶段设计设计非线性分析非线性分析 抗震设计方法及流程图中国抗震设计理论框架 规范提到的相关要

12、求 抗震设计的高层建筑混凝土结构，当其房屋高度、规则性、结构类型等超过本规程的规定或抗震设防标准等有特殊要求时，可采用结构抗震性能设计方法进行补充分析和论证。（高规1.0.3 条）特别不规则的建筑，应经专门研究，采取更有效的加强措施或对薄弱部位采用相应的抗震性能化设计方法。（抗规3.4.4 条）为什么进行抗震性能设计 通过现行抗震规范的设计，可以实现的基本抗震性能目标为“小震不坏、中震可修、大震不倒”。该基本抗震设防目标以生命安全为惟一目标的单一设防标准。为什么进行抗震性能设计 1、多次大地震及特大地震的震害表明，由于城市的发展和城市人口密度的增加，城市设施复杂，经济生活节奏加快，地震灾害所引

13、起的经济损失急剧增加，因此，以生命安全为抗震设防惟一目标的单一设防标准是不全面的，应考虑控制建筑和设施的地震破坏，保持地震时正常的生产、生活功能，减少地震对社会经济生活所带来的危害，有必要采用高于（或不低于）基本抗震设防目标的性能化设计方法。为什么进行抗震性能设计 2、建筑的平面和立面的复杂程度增加，按常规设计方法进行的抗震设计往往不能完全满足抗震设计要求。性能设计是解决复杂工程抗震设计问题的有效方法，也是抗震概念设计的集中体现。3、对很多结构，尤其是钢结构，虽然处于地震区，但地震作用并不是结构设计中的主要控制因素，其构件实际具有的抗震承载力很高，抗震构造可适当降低，从而降低能耗，节省造价。为

14、什么进行抗震性能设计 抗震设计从宏观定性目标向具体量化的多重目标过渡 业主可选择所需的结构性能目标 抗震设计强调根据性能目标进行深入分析和论证，利于结构创新。可以采用现行规范中未规定的新结构体系、新材料和新技术 可根据不同的设防烈度、场地条件及建筑重要性，灵活采用不同的性能目标和构造措施抗震性能设计的特点 建筑抗震设计规范 GB 50011-2010 第3.10节、附录M、第8.1.3节、第9.2.14节 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ 3-2010 第3.11节 钢结构设计标准 GB 50017-2017 第17章涉及抗震性能设计的规范条文 抗震性能设计，是一种建立在概念设计基础上的抗震

15、设计新理念。其抗震设防目标不应低于规范的最基本抗震性能目标。不同地震动（小震、中震、大震）不同构件（关键构件、普通竖向构件、耗能构件）同一构件的不同内力（轴力、弯矩、剪力）强柱弱梁、强墙肢弱连梁、强剪弱弯等概念设计抗震性能设计核心理念及要求 指定不同的性能目标（或性能水准）进行设计，保证结构在地震下的安全性能（承载力、继续承载的能力）和使用性能“小震不坏、中震可修、大震不倒”也是一种最基本的抗震性能目标 能化设计的基本思路是：“高延性，低弹性承载力”或“低延性，高弹性承载力”抗震性能设计核心理念及要求 性能化设计的钢结构，抗震准则如下：验算本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

16、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下的弹塑性变形（大震不倒）抗震性能设计核心理念及要求 一句话概括：抗震性能化设计是根据工程的具体情况，立足于承载力和变形能力的综合考虑，确定合理的抗震性能目标、采取恰当的计算和抗震措施，实现抗震性能目标的要求。抗震性能设计核心理念及要求需进行抗震性能化设计的具体情况举例 抗震性能化设计贯穿于结构抗震设计的始终，并不神秘。结构设计中的许多工作其实就是抗震性能设计的具体内容，举例说明如下：1、对起疏散作用的楼梯，提出采取加强措施，使之成为“抗震安全岛”的要求，确保大震下能具有安全避难和逃生通道的具体目标和性能要求，这

17、是对具体部位提出的满足地震时功能要求的抗震性能目标。2、对特别不规则结构、复杂建筑结构，根据具体情况对抗侧力结构的水平构件和竖向构件提出相应的性能目标要求，提高结构或关键部位结构的抗震安全性。需进行抗震性能化设计的具体情况举例 3、对错层结构的错层部位提出中震承载力设计要求。4、对框支梁及框支柱按“中震”设计。由于框支梁及框支柱承托上部结构，为重要的结构构件，因此按“中震弹性“或“中震不屈服”设计。对应的性能目标就是在设防烈度地震（“中震”）作用下，框支梁及框支柱仍处于弹性（或不屈服）状态。6、重要结构的门厅柱按“中震”设计。由于门厅柱数层通高，且作为上部楼层竖向荷载的主要支承构件，属于重要的

18、结构构件，因此按“中震弹性”或“中震不屈服”设计。对应的性能目标就是在设防烈度地震（“中震”）作用下，门厅柱仍处于弹性（或不屈服）状态需进行抗震性能化设计的具体情况举例 7、对承受较大拉力的楼面梁按“中震”设计。受斜柱的影响楼面梁常承受较大水平力，考虑钢筋混凝土楼板开裂后承载能力的降低，按“零刚度”楼板假定并按“中震”设计。当梁承受的拉力较大时，可考虑采用型钢混凝土梁、或钢梁。8、对特别重要的结构，当采用双重抗侧力结构时，如钢框架-钢筋混凝土核心筒结构中，对底部加强部位的抗震墙提出截面剪压比限值要求，按大震剪力不超过0.15fcbwhw0。需进行抗震性能化设计的具体情况举例 高规3.11.1条

19、将结构抗震性能目标分为A、B、C、D四个等级，并给出了各性能目标在各地震动（小震、中震、大震）作用下的性能水准要求，分为1、2、3、4、5个等级。每个性能目标均与一组在指定地震地面运动下的结构抗震性能水准相对应。结构性能目标与水准76结构性能目标与水准结构性能目标与水准关键构件：是指该构件的失效可能引起结构的连续破坏或者危及生命安全的严重破坏构件 底部加强部位的重要竖向构件（底部加强区剪力墙、框架柱）水平转换构件及其相连竖向支承构件（转换梁、框支柱）大跨度连体结构的连接体及与其相连的竖向支承构件 大悬挑结构的主要悬挑构件 加强层伸臂和周边环带结构的竖向支承构件 承托上部多个楼层框架柱的腰桁架结

20、构性能目标与水准 长短柱在同一楼层且数量相当时，该层各个长短柱 扭转变形很大部位的竖向（斜向）构件 重要的斜撑构件 普通竖向构件：“关键构件”之外的竖向构件 耗能构件：框架梁、剪力墙连梁及耗能支撑结构性能目标与水准 抗规3.10.3条文说明结构性能目标与水准结构性能目标与水准结构性能目标与水准结构构件实现抗震性能要求的层间位移参考指标示例结构性能目标与水准 结构的性能水准如下：SP1:结构完好，可继续使用 SP2:结构基本完好，稍加维修可继续使用 SP3:结构轻度损坏，一般维修可继续使用 SP4:结构中度损坏，修复或加固后可继续使用 SP5:结构比较严重损坏，需排险大修结构性能目标与水准 高规

21、提出的A、B、C、D四级抗震性能目标结构抗震性能水准（1、2、3、4、5）与抗规提出的结构抗震性能1、2、3、4本质是一致的。抗规属于指导性的纲领，把握抗震性能的总体目标原则，使用不同的承载力、延性指标和细部构造实现性能目标；高规使用结构构件不同的性能水准实现性能目标，更为具体，更具有可操作性 高规中的性能设计部分对变形目标控制限制没有详细说明，此部分内容需要参照抗规的性能目标要求。结构性能目标与水准 确定各地震水准下结构可接受的破坏程度；设定结构的抗震性能目标；确定各个地震水准下构件的承载力、变形和细部构造的具体指标。抗震性能化设计路径 1、抗震性能目标应根据抗震设防类别、设防烈度、场地条件

22、、结构类型和不规则性，建筑使用功能和附属设施功能的要求、投资大小、震后损坏和修复难易程度等，经技术及经济可行性综合分析和论证后确定。2、由于房屋的重要性程度及建筑使用功能不同，结构或结构部位及结构构件的抗震设防目标也不完全相同，应根据具体情况采取相应的抗震措施。如何确定结构抗震性能目标 3、针对工程的需要和可能，可以对整个结构，也可以对某些部位或关键构件，灵活运用各种措施达到预期的抗震性能目标，以提高抗震安全性或满足使用功能的专门要求。4、鉴于目前强烈地震下结构非线性分析方法的计算模型及参数的选用，尚缺少从强震记录、设计施工资料到实际震害的验证，对结构性能的判断难以十分准确，因此，性能目标选用

23、时宜偏于安全考虑。如何确定结构抗震性能目标 为实现性能目标要求，需要落实各个地震水准（中震或大震）下构件的承载力、变形和细部构造的具体指标。1、仅提高承载力时，安全性有相应的提高，但使用上变形要求不一定能满足；（高承载力，低延性）2、仅提高变形能力，则结构在小震、中震下的损坏情况大致没有改变，但抵御大震倒塌的能力提高。（低承载力，高延性）如何确定结构抗震性能目标 3、性能化设计往往侧重于通过提高承载力，推迟结构进入塑性工作阶段并减少塑性变形，必要时还需同时提高刚度以满足使用功能的变形要求，而变形能力的要求可根据结构及其构件在中震、大震下进入弹塑性的程度加以调整。如何确定结构抗震性能目标 4、性

24、能设计寻求的是结构或构件在承载力及变形能力的合理平衡点：a、当承载能力提高幅度较大时，可适当降低延性要求；b、而当承载力水平提高幅度较小时，可相应提高结构或构件的延性（也即当延性指标的实现有困难时，可通过提高结构或构件的承载力加以弥补；而当提高结构或构件的承载力有困难时，可通过提高结构或构件的延性加以弥补）。如何确定结构抗震性能目标 5、对各项性能目标，结构的楼盖体系必须有足够安全的承载力，以保证结构的整体性，一般应使楼板在地震中基本处于弹性状态，否则，应采取适当的加强措施。6、为避免发生脆性破坏，设计中应控制混凝土结构构件的受剪截面面积，满足规范对剪压比的限值要求。7、性能目标中的抗震构造“

25、基本要求”相当于混凝土结构中四级抗震等级的构造要求，低、中、高和特种延性要求，大致相当于混凝土结构中三、二、一和特一级抗震等级的构造要求。如何确定结构抗震性能目标抗震性能目标、承载力与延性之间的关系 根据性能目标所预期的结构弹塑性状态，可选择：等效线性方法：构件总体上处于开裂阶段或刚刚进入屈服，可取等效刚度或等效阻尼按等效线性方法估算。静力非线性分析方法 构件总体上处于承载力屈服至极限阶段 动力非线性分析方法 构件总体上处于承载力屈服至极限阶段或承载力下降阶段性能设计的实现方法 高规（3.11.3）条规定了5个性能水准的设计方法，性能水准1和2可采用等效线性化方法实现：性能水准1：整个结构应满

26、足基于多遇地震的标准规范设计；整个结构应满足中震弹性；整个结构应满足大震下基本弹性或大震不屈服；罕遇地震作用下能基本完好，最多只产生一些不明显的非弹性变形（上图中OAA至OBB之间），经检修后可继续使用。各性能水准的设计方法 工程情况举例：某些特别重要的建筑，需要结构具有足够的承载力，从而保证其在中震、大震下始终处于基本弹性状态；也有一些建筑虽然不特别重要，但其设防烈度较低（如6度）或结构的地震反应较小，也可以保证其在中震、大震下始终处于基本弹性状态。某些特别不规则的结构，业主愿意付出经济代价，也能使其在中震、大震下始终处于基本弹性状态。对特殊工程及采用隔震、减震技术或低烈度设防且风荷载很大时

27、，可对某些关键构件提出此项性能要求，其房屋的高度和不规则性一般不需要专门限制。各性能水准的设计方法 处理方法：1、结构满足大震下弹性或基本弹性设计要求，大震下结构可不考虑地震内力调整系数，但应采用荷载作用分项系数。2、各构件的细部抗震构造仅需满足最基本的构造要求（如采取抗震等级为四级的构造措施），结构具有最基本的延性性能。（高承载力，低延性）各性能水准的设计方法 性能水准2：关键构件和竖向构件 宜 满足 中/大震弹性；耗能构件受剪承载力 宜 满足 中/大震弹性；耗能构件受弯承载力 应 满足 中/大震不屈服；结构构件在中震下完好，在预期大震下可能屈服（上图中OBB至OCC之间）。各性能水准的设计

28、方法 工程情况举例 某6度设防的钢筋混凝土框架-核心筒结构，其风力是小震的2.4倍，在风荷载作用下的层间位移是小震的2.5倍。结构的层间位移和所有构件的承载力均可满足按中震（不计风荷载效应）的设计要求。考虑水平构件在大震下的损坏使刚度降低和阻尼加大，竖向构件的最小极限承载力仍可满足大震下的验算要求。因此，总体结构可达到性能目标2的要求。各性能水准的设计方法 处理方法 1、允许某些选定的部位接近屈服（如部分受拉钢筋屈服），但不发生如剪切等脆性破坏。2、各构件的细部抗震构造需满足低延性要求（相当于混凝土结构中三级抗震等级的构造要求）。各性能水准的设计方法 性能3、4、5应做弹塑性计算分析 性能水准

29、3：整个结构应做弹塑性计算分析；关键构件和竖向构件正截面 应 满足 中/大震不屈服；关键构件和竖向构件斜截面 宜 满足 中/大震弹性；耗能构件受剪承载力 应 满足 中/大震不屈服；耗能构件受弯可屈服；薄弱部位的层间位移满足规范的罕遇地震限值；在中震下已有轻微塑性变形，大震下有明显塑性变形（上图中OCC至ODD之间）。各性能水准的设计方法 性能水准4：整个结构应做弹塑性计算分析；关键构件 应 满足 中/大震不屈服；竖向构件 应 满足中/大震下的剪压比要求 （3.11.3-4；3.11.3-5）；薄弱部位的层间位移 应 满足规范的罕遇地震限值；在中震下的损坏已大于性能目标3，结构总体的承载力略高于

30、一般情况（上图中ODD至OEE之间）。各性能水准的设计方法 处理方法：1、结构的薄弱部位或重要部位构件在大震下允许达到屈服阶段，但满足选定的变形限值（如除框架结构以外的混凝土结构，在大震下的层间弹塑性变形控制在1/5001/300）。2、竖向构件不发生剪切等脆性破坏。3、各构件的细部抗震构造应满足高延性的要求（相当于混凝土结构中一级抗震等级的构造要求）。各性能水准的设计方法 性能水准5：整个结构 应 做弹塑性计算分析；关键构件 宜 满足 中/大震不屈服；竖向构件 应 满足中/大震下的剪压比要求 （3.11.3-4；3.11.3-5）；薄弱部位的层间位移 应 满足规范的罕遇地震限值；变形对应于上

31、图中OEE。各性能水准的设计方法 处理方法：1、结构的薄弱部位或重要部位构件在大震下允许达到屈服阶段，满足现行规范在大震下的弹塑性变形要求。2、竖向构件不发生剪切等脆性破坏。3、各构件的细部抗震构造应满足特种延性的要求（相当于混凝土结构中特一级抗震等级的构造要求）。各性能水准的设计方法各性能水准的设计方法 结构构件实现抗震性能要求的承载力参考指标（抗规）各性能水准的设计方法-抗规各性能水准的设计方法-抗规 材料标准值、设计值及极限值各性能水准的设计方法-抗规 承载力计算方法和变形目标控制汇总表（抗规）各性能水准的设计方法-抗规 结构构件对应于不同性能要求的构造抗震等级示例（抗规）各性能水准的设

32、计方法-抗规 结构不同性能目标的层间弹塑性极限位移角限值各性能水准的设计方法-抗规 构件性能评价静力推覆分析-PUSH114动力非线性分析（SAUSFAGE）直接根据弹塑性时程分析结果对构件性能进行评价 准确计算得到结构等效附加阻尼比及连梁刚度折减系数动力非线性分析（SAUSFAGE）抗规对单层钢结构厂房性能设计抗规对单层钢结构厂房性能设计要求 抗规对单层钢结构厂房性能设计“低延性、高弹性承载力”性能设计:(1)对于单层钢结构厂房，当采用轻型屋盖结构，根据新的抗震规范要求，可以选择按“低延性、高弹性承载力”性能设计；(2)当能满足2倍多遇地震作用组合下的构件承载力要求时，构件的宽厚比控制指标按

33、钢结构设计规范进行控制，满足1.5倍多遇地震作用组合下的构件承载力要求时，按抗震规范9.2.14条文说明B类控制板件宽厚比 ；抗规对单层钢结构厂房性能设计要求抗规对单层钢结构厂房性能设计要求抗规对单层钢结构厂房性能设计要求 抗规对单层钢结构厂房性能设计-“低延性、高弹性承载力”性能设计，程序增加“低延性、高弹性承载力”设计选项：抗规对单层钢结构厂房性能设计要求 抗规对单层钢结构厂房性能设计-“低延性、高弹性承载力”性能设计能够很好的解决吊车吨位超过“门规”适用范围（20T）的轻型围护结构厂房设计宽厚比限制过严问题，因为这类厂房结构通常都是吊车作用起控制，在两倍地震作用下构件承载力能够保证，按新

34、规范宽厚比可以放宽到按钢结构设计规范要求控制，达到比较好的经济性指标。抗规对单层钢结构厂房性能设计要求 抗规对钢框架性能设计要求如下：（两倍地震承载力要求满足，抗震等级降低一级）（高承载力，低延性）抗规对钢框架结构性能设计要求 抗规对钢框架结构性能设计“满足2倍地震作用承载力要求，抗震等级自动降低一级设计”抗规对钢框架结构性能设计要求抗规对钢框架结构性能设计要求 性能化设计的核心思想 在结构的延性和承载力之间找到一个平衡点，达到最优设计结果 路径：“高延性-低承载力”或“低延性-高承载力”对高延性结构可适当放宽承载力要求，对高承载力结构可适当放宽延性要求 强调延性的规范代表：抗震规范 对延性结

35、构，有塑形耗能区和弹性区新钢标的性能设计要求 设计步骤小震验算设定性能目标中震验算构造要求弹塑性分析新钢标的性能设计要求 主要解决的问题：通过调整性能化等级，验算设防烈度下承载力要求，采用较高性能等级（即较高设防烈度下的承载力要求），可以适度放松延性设计要求，从而降低对钢结构构件的构造要求（如宽厚比、高厚比、长细比等）；新钢标的性能设计要求 性能目标新钢标的性能设计要求 由性能等级确定构件和节点的最小延性等级 延性等级为V的构件不能作为塑形耗能区的构件新钢标的性能设计要求 中震承载力验算 确定构件的性能系数 验算中震承载力新钢标的性能设计要求 梁的承载力验算（17.2.4）压弯设计 受剪验算

36、支撑结构考虑不平衡力 柱的承载力验算（17.2.5）强柱弱梁验算（同抗规）压弯设计 支撑的承载力验算（17.2.6）毛截面屈服承载力小于净截面拉断承载力 消能梁段承载力验算(17.2.8)同抗规新钢标的性能设计要求 节点的承载力 节点域满足强剪弱弯 连接满足强节点弱构件（塑性耗能区）新钢标的性能设计要求 按照抗规与新钢标性能设计对比新钢标的性能设计要求抗规22/0.8,1.2,1.3,0,0/1.11.21.3/1.1*0.81/2.850.351.060.4GEEhkEVkwkGEhEVWwREREGEhEVwKGEEhkKEhkEhkEhkGEEhkKSSSSSSRRRSSRSSSSSRr

37、rrrrrrrr新钢标222222220.401.11.1*1.11.21,min0.71.21*0.70.85EGEiEhkEvkEKEvkGEiEhkKeyiGEEhkKGEEhkKSSSSSRSSSRSSRSSR 性能三水平地震作用非塑性耗能区内力调整系数，Q345大概两倍地震作用，新钢标性能三与抗规性能设计要求相近！构件构造要求 梁 宽厚比等级 满足布置要求塑性耗能区的梁在塑性耗能区的梁在没有楼板约束的情没有楼板约束的情况下，必须上下翼况下，必须上下翼缘设置侧向支承！缘设置侧向支承！新钢标的性能设计要求 构件构造要求 柱 长细比 对比抗规新钢标的性能设计要求 构件构造要求 支撑 长细比

38、和宽厚比等级(BS1BS3)构件和节点的构造要求 耗能梁段 长度 节点域新钢标的性能设计要求 详细的设计步骤：1、多遇地震作用验算（按抗规），验算内容：结构承载力、侧移满足抗规；2、选择塑性耗能区的性能等级，下表为标准设防类的建筑性能等级选用表使用PKPM软件按新钢标进行性能设计设防烈度设防烈度单层单层H50m50mH100m6度（度（0.05g）性能37性能47性能577度（度（0.10g）性能37性能57性能677度（度（0.15g）性能47性能57性能678度（度（0.20g）性能47性能67性能7 3、确定构件的延性等级（根据设防类别、性能等级）使用PKPM软件按新钢标进行性能设计设防

39、类别设防类别塑性耗能区塑性耗能区最低最低承载承载性能性能级别级别性能1性能2性能3性能4性能5性能6性能性能7适度设防适度设防类类（丁类）（丁类）级级级级级标准设防标准设防类类（丙类）（丙类）级级级级级级重点设防重点设防类类（乙类）（乙类）级级级级级特殊设防特殊设防类类（甲类）（甲类）级级级级级级级级级级 4、进行设防地震下的承载力抗震验算 进行设防烈度（中震）地震作用分析；根据性能等级确定性能系数；新钢标的性能设计要求性能级别性能级别性能性能1性能性能2性能性能3性能性能4性能性能5性能性能6性能性能7性能系数最小值性能系数最小值1.100.90.700.550.450.350.28构件承载

40、力标准值应进行计入性能系数的内力组合效应验算 选择钢结构设计标准使用PKPM软件按新钢标进行性能设计 选择按照钢结构设计标准进行性能设计使用PKPM软件按新钢标进行性能设计使用PKPM软件按新钢标进行性能设计使用PKPM软件按新钢标进行性能设计使用PKPM软件按新钢标进行性能设计 5、根据延性等级，进行宽厚比、长细比的限制新钢标的性能设计要求 按照钢标17.1.4第5条对钢结构性能设计时，性能5，6，7需要进行罕遇地震作用下的变形验算。借助EPDA、PUSH或者SAUSGE完成弹塑性分析。新钢标的性能设计要求 新钢标的性能设计要求 新钢标的性能设计要求 新钢标中对于性能设计下结构的变形也给出了大概的范围。完好：层间位移角度满足规范1/250要求；基本完好：可按照1/250控制；轻微变形：按照层间位移角1/200控制；中等变形：可按照层间位移角1/100控制；显著变形：层间位移角1/50-1/40控制；新钢标的性能设计要求钢结构工具箱验算钢结构工具箱验算钢结构工具箱验算一、标准总体情况介绍二、标准改动内容解析三、结构性能设计专题介绍四、对新标准的一些思考 是否直接分析法可以一招打天下？对新标准的一些思考 性能化设计方法对设计师来说是神器还是大坑？对新标准的一些思考T H A N K S