辽宁金硕钢构:随着钢结构应用的急剧增长,结构形式日益丰富,不同的结构体系和截面特性的钢结构,其结构延性差异较大,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《建筑抗震设计规范》GB50011(简称“抗规”)及《构筑物抗震设计规范》GB50191规定的抗震设计原则,针对钢结构特点,《钢结构设计标准》GB50017-2017(简称“新钢标”)增加了钢结构的抗震性能设计内容。根据性能设计的钢结构,其抗震设计准则为: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下的承载力(中震可修)、验算罕遇地震作用的弹塑性变形(大震不倒)。
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,抗震构造可适当的降低,从而降低能耗,节省造价。
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,在新钢标中简称为“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设计方法,称为“性能化设计方法”。
结构遵循现有的抗震规范规定,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。大部分钢结构由薄壁板件构成,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。虽然大部分多高层结构适合采用高延性-低承载力的设计思路,但是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合理,单层工业厂房也更适合采用低延性-高承载力的抗震设计思路。对于高烈度区的结构及较高的钢框架结构,设计中不应采用低延性结构,建议采用高延性-低承载力的抗震设计思路。
性能化设计的核心思想,即通过:“高延性-低承载力”或“低延性-高承载力”的抗震设计思路,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,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。