1、超詳細的鋼結構設計全流程解析隨著鋼結構應用的急劇增長，結構形式日益豐富，不同的結構體系和截面特 性的鋼結構，其結構延性差異較大，為貫徹國家提出的“鼓勵用鋼、合理用鋼” 的經濟政策，根據現行建筑抗震設計規范GB500n （簡稱“抗規”）及構 筑物抗震設計規范GB50191規定的抗震設計原則，針對鋼結構特點，鋼結構 設計標準GB50017-2017 （簡稱“新鋼標”）增加了鋼結構的抗震性能設計內容。 根據性能設計的鋼結構，其抗震設計準則為：驗算本地區抗震設防烈度的多遇地 震作用的構件承載力和結構彈性變形（小震不壞）、根據其延性驗算設防地震作 用下的承載力（中震可修）、驗算罕遇地震作用的彈塑性變形（

2、大震不倒）。 對于很多結構，地震作用并不是結構設計的主要控制因素，其構件實際具有的受 震承載力很高，因此，抗震構造可適當的降低，從而降低能耗，節省造價。 抗震設計的本質是控制地震施加給建筑物的能量，彈性變形與塑性變形（延性） 均可消耗能量。在能量輸入相同的條件下，結構延性越好，彈性承載力要求越低， 反之，結構延性差，則彈性承載力要求高，在新鋼標中簡稱為“高延性-低承載 力”和“低延性-高承載力”兩種抗震設計思路，均可達成大致相同的設防目標。 結構根據預先設定的延性等級確定對應的地震作用設計方法，稱為“性能化設計 方法”。結構遵循現有的抗震規范規定，采用的也是某種性能化設計的手段，不同點 僅在于

3、地震作用按小震設計意味著延性僅有一種選擇，由于設計條件及要求的多 樣化，實際工程按照某類特定延性的要求實施，有時將導致設計不合理，甚至難 以實現。大部分鋼結構由薄壁板件構成，針對結構體系的多樣性及其不同的設防 要求，采用合理的抗震設計思路才能在保證抗震設防目標的前提下減少結構的用 鋼量。雖然大部分多高層結構適合采用高延性-低承載力的設計思路，但是對于 多層鋼框架結構，在低烈度區，采用低延性-高承載力的抗震思路可能更合理， 單層工業廠房也更適合采用低延性-高承載力的抗震設計思路。對于高烈度區的 結構及較高的鋼框架結構，設計中不應采用低延性結構，建議采用高延性-低承 載力的抗震設計思路。性能化設計

4、的核心思想，即通過：“高延性-低承載力”或“低延性-高承載力” 的抗震設計思路，在結構的延性和承載力之間找到一個平衡點，達到最優設計結 果，對高延性結構可適當放寬承載力要求，對高承載力結構可適當放寬延性要求。 注意：如果按照新鋼標的抗震性能做了設計，就無需再滿足抗規及構筑物抗震 設計規范GB50191規定的特定結構的構造要求及規定。本文系統梳理性能設計，同時結合算例展示PKPM軟件如何實現對于鋼結構性能 設計的實現及對新鋼標中支撐產生的不平衡力對梁設計的影響。1.新鋼標對性能設計的相關要求抗震性能設計的性能等級和目標的確定鋼結構構件的抗震性能化設計根據建筑的抗震設防類別、設防烈度、場地條件、

5、結構類型和不規則性，結構構件在整個結構中的作用、使用功能和附屬設施功能 的要求、投資大小、震后損失和修復難易程度等，經綜合分析、比較后選定其抗 震性能目標。鋼標對構件塑性耗能區的抗震承載性能等級及其在不同地震動水準 下的性能目標的劃分按照如下圖1進行的劃分。承載性能觸斑動水推等級多遇地震設防地震罕遇地震性熊1完好完好基本完好件能2完好基本完好基本完好一輕微變形性他3 完爵實際承我辦滿是高性能 本數的理二廠韓微空監性能鈉震際承載力淹足較高性能 素數的要求輕傲變形中等變形性能5亮好實際承巽力滿足中性能 系數的要求中等變毋性能6基本完好實際承載力愉足低性靠 系轂的要求中等變解一粘著變形性能7基本完好

6、雯際承載力滿足最假性能 系數的要求顯著變形圖1構件塑性耗能區的抗震承載性能等級和目標結構構件最低延性等級的確定按照新鋼標要求，結構構件和節點的延性等級應根據設防類別和塑性耗能區最低 承載性能等級按照下圖2所示的方法確定，確定不同設防類別不同性能目標下的 構件延性等級。設防類朝塞性耗能區最低承載性能等級性能1性傳2性能3性脆4性能5性能6性能7適度設防類口妻L一鰥押級,m級11級標準設防美 煙類）丫級W綻瓜級級I級重點設防類逅黑V畿國級班級I級I級特殊設防類 （甲類）V鷺IV級IW綠I雄圖2結構構件最低延性等級結構構件的板件寬厚比限值的控制 按照圖2確定出結構構件最低的延性等級，再根據圖3規定對

7、不同延性等級的相 應要求，確定對應的寬厚比等級，再采取相應的抗震構造措施。結構構件延忤等級IV級m級II級I級栽面板件寬厚比最低等級S6 1S3S25】 ISA/扁八_Vpb （未設置班向加勁防J京Q,圖3構件延性等級對應的塑像耗能區截面板件寬厚比等級結構塑性耗能區不同承載性能等級對應的性能系數最小值新鋼標對框架結構、中心支撐結構、框架-支撐結構，規范結構的塑性耗能區不 同承載性能等級對應的性能系數最小值按照圖4要求執行，對于不規則結構的塑 性耗能區構件性能系數最小值，宜比規則結構增加15%50%。承載性能等級性能】性能2性能3性能4性能5性能6性能7性能系數靛小啖L L0。,9X 700L

8、S5%財0.350.28圖4規則結構塑性耗能區不同承載性能等級對應的性能系數最小值性能設計對于框架柱長細比的構造要求按照新鋼標相關要求，對于框架柱的長細比限值控制按照圖5的要求執行，根據 確定的延性等級進行相應的長細比限值控制。11| 結構梅件延性等稅V稅I級，口級，01級N (Af,180150120tkP/ 5先)0. IS125IfYJ (4/Q馬圖5框架柱長細比限值要求柱節點域受剪正則化長細比限值控制框架結構梁柱采用剛接連接時，H形和箱形截面柱的節點域受剪正則化寬厚比入 ns限值應符合圖6規定的要求執行。結構構件選性等級ISt. U級in蛾NSIV級0,40. &0. B1.3圖6 H

9、形和箱形截面柱節點域受剪正則化寬厚比入ns限值1.7 支撐結構與框架支撐結構支撐長細比及寬厚比等級的控制鋼結構性能設計對支撐構件的長細比、截面板件寬厚比限值等的控制均依據結構 構件的延性等級。對長細比、板件寬厚比限值控制按照圖7執行。抗就用 創，甑掏拘件旭性等甄支淳氏就出宣N限忤座用陽0集神 舞承工土同的利崢 中心 iir 曲的根帕 偏心 支弊 穌庭中 七棒 陽福腓 就置的 甲科桿查理v.雄疑滿足小颼愚第1工抬餐除埋定.一兩修計算網不計及印 用作基受冷斜桿if時.糾E*疑飽市7*，羯第 及定島格收也M7J.I窄的妮可就nu%UQ瞄回微11鐐hki .A S、ti修目旭引冊BSi11鐐Jl 士

10、婦 3BS1AffS 嫉V杼 邛心上Itva1諉品51-場上旅4外子的叨 吐高足KIS冠洋7 3 19的理事_田翅mu，Y 1如曄。、上陽送心變也 由福住直肝隗博維.i 中，irift1133ck 主小氏怫1梆作七明唱他曲極由也甲fl；等摘1/E SJ5IS0B?iE把北出忙刊齒以上 禽就乎用桂而a 與七席陽曲陽無我 質疑件卜事比等比季mr”試11海i鐮4 ,皿卜*1。工憚口 1座的乘就而夜fl理由!:等甄審財SI戚堪周唐楣為中山巾像心支ft世DM滿用木取泡排1 J I圣俎同.：；而婚期卻曝體 支用比史米庖將先 款打網京心凌M 雅肌睢片H蟠博，RD 5(101(陽向美也比圖7支撐長細比、截面板

11、件寬厚比等級2.使用軟件實現新鋼標性能設計的完整流程按照新鋼標的要求，要實現完整的鋼結構性能設計，需要遵循以下的設計流程。多遇地震下承載力與變形驗算對設計高度低于100m的鋼結構進行多遇地震作用下的驗算，驗算內容包含結構 承載力及側向變形是否滿足抗規要求，即查看結構構件的強度應力比、穩定應力 比等是否均滿足新鋼標要求，同時查看結構在風和地震作用下的彈性層間位移角 是否均滿足抗規及新鋼標1/250的要求。只有在滿足小震下承載力和變形的情況 下才能進行抗震性能設計。如果此時構件的寬厚比、高厚比及長細比均不滿足抗 震規范的要求，則有必要進行性能設計。如果按照對應鋼標的某性能目標設計， 滿足了中震下承

12、載力要求，可以按照對應的寬厚比等級及延性等級放松寬厚比、 高厚比及長細比的限制。確定結構塑性耗能區的性能等級結合設計的結構高度及設防烈度，初步確定塑性耗能區承載性能等級范圍，按照 圖8的參考表選擇，然后可初步在性能等級范圍內選擇確定某一個具體的性能等 級，按照確定的性能等級可以進行后續的參數確定及相關設計。圖 8 的該表可 未必嚴格執行，實際工程中可以根據實際情況做微調。設胡烈度單層HE50m50mVHqlMm&度小那性能8不性能47性能577度2,10小性能3-7性能57性能6-77 度 %2jon-3異曲柱波評執行施婦母漁土異物蝴怖術瞬JUMMOM l綱結均設計執爺坦用4儂構總計行嗜學幫S

13、DOITYQLT；圖9選擇按照新鋼標進行設計廠住股題方夔M惶崩豌訃不病 IjiriI冬空班工 町總旺息筌便里將的先 訐和枝斷忤息 居騏喜城出曲魏伯以通關信晅it雷信史帚需信總舌睛熙更喝整信息唱型信居iIhS3混討信息 貓計麗 修訃信息之 防火餐計招用得總 源癥癥賽 舐防信息 弟在黃裝現含工5碓建殂舍后息師至信招 坨不寶受總 處廟庭人防南小片種東制我性能謖可SJinGf產抿喝箱構建訃標港進打性能還/一|至H篇舞區摩費唯口睛翊 碌三j塑II罐幽性糕數最小值，班鰭構構it迪性等毋m蛆.塑住耗於恂翎IJE折St展知年理里粒重應內力調卷鈉匯百中和嘯射響韓揭大信年中K我尼比的j隘H帝圖一，J眥莫早比等般里

14、 丁展停兌期借輾k，C 1曜廣挈城道行性露設計ft芾一在加久就此律甲卷蚊依經泊就住遂水理 但 c2 ra r 廣e加高小過 w -：京 r 士吉 r大舌物件建再M乖斷-Wit構炸尸m聞蝌|亞平能赫狗件% 艮 mHH- 6這1古昌HUR主匕窗i tfi5推定拴得城現崖訃背土隔傳用效應的的本斗地震影啊爐打員文哨.圖10 鋼結構性能設計相關參數填寫確定鋼標性能設計的其他參數性能等級及性能系數的確定根據確定的性能等級，程序會自動按照新鋼標要求，即圖4的要求，自動確定最 小的性能系數，設計師也可以對該最小的性能系數進行修改。該性能系數是對于 結構所有構件都控制的，按照新鋼標17.1.5條的要求，對于框架

15、結構，同層框 架柱的性能系數高于框架梁，關鍵構件的性能系數不應低于一般構件；同時新鋼 標17.1.5條文說明要求對于關鍵構件的性能系數不應低于0.55，也就是說關鍵 構件的承載力性能等級最小不能低于性能4。對于單構件性能系數不同時的修改 在后續“層塔屬性”及“特殊梁”“特殊柱”菜單下均可實現不同層次的修改。 2.4.2 中震地震影響系數最大值及中震阻尼比程序可以根據小震下的參數“地震烈度”自動確定中震下的地震影響系數最大值。 中震下程序默認的阻尼比為2%，按照新鋼標17.2.1條第四條所述，對于彈塑性 分析的阻尼比可適當增加，采用等效線性化方法不宜大于 5%。如果使用彈塑性 分析軟件進行了結構

16、中震下的分析，可以根據輸出的每條地震波的能量圖，確定 出每條地震波下結構中震彈塑性附加阻尼比。中震下的阻尼比可以取多條地震波 中震計算的結構彈塑性附加阻尼比的平均值加上初始阻尼比。如圖 11 所示為 SAUSAGE 軟件計算的某框架結構在某條地震波中震下的能量圖及結構彈塑性阻 尼比情況。出口1K)3 a md福口Ktn亨忙前塞電M旦再也Ft工亙且笑巷亞LCASE L烤箱初始朋旦比：士使，附加黑熱圈總比;結構彈拒兇：I 0%位移取唱后翳I0.0%鐮度型用總善卜Q.B%部等效陰信比圖11 某框架結構中震下某條地震波能量圖及附加彈塑性阻尼比塑性耗能構件剛度折減系數鋼結構抗震設計的思路是進行塑性鉸機構

17、控制，由于非塑性耗能區構件和節點的 承載力設計要求取決于結構體系及構件塑性耗能區的性能，因此新鋼標僅規定了 構件塑性耗能區的抗震性能目標。對于框架結構，除單層和頂層框架外，塑性耗 能區宜為框架梁端；對于支撐結構，塑性耗能區宜為成對設置的支撐；對于框架 -中心支撐結構，塑性耗能區宜為成對設置的支撐、框架梁端；對于框架-偏心支 撐結構，塑性耗能區宜為耗能梁段、框架梁端。結構變形的完好指的是承載力設 計值滿足彈性計算內力設計值的要求，基本完好是指承載力設計值滿足剛度適當 折減后的內力設計值要求或承載力標準值滿足要求，輕微變形指層間位移約為 1/200時塑性耗能區的變形，顯著變形指層間側移為1/50-

18、1/40時，塑性耗能區 的變形。對于塑性耗能梁及塑性耗能支撐等構件，設計人員可根據選定的結構構件的性能 等級，定義剛度折減系數，該剛度折減系數是針對中震模型下的，小震下不起作 用。在SATWE程序中，如果選擇框架結構，程序會自動判斷所有的主梁為塑性耗 能構件，定義的折減系數對于所有的主梁兩端均起作用。如果是框架-支撐結構 體系，程序同時判斷默認所有的支撐構件與梁均為耗能支撐，該折減系數同樣對 兩者起作用。如果要修改塑性耗能構件單構件的剛度折減系數可以在選擇如圖 12所示的“鋼結構設計標準的性能目標”菜單下，進行單個構件剛度折減系數 的定義，塑性耗能支撐構件默認自動讀取前面整體參數中定義的剛度折

19、減系數。圖12 按照鋼結構設計標準選擇單構件性能目標非塑性耗能區內力調整系數按照新鋼標，對于框架結構與框架-支撐中的非塑性耗能構件需要進行中震下的 承載力驗算，驗算的時候對于中震下水平地震作用進行內力調整，該調整系數與 性能等級及結構體系有關，應按照如圖13所示的公式即新鋼標17.2.2-1進行計 算。公式中的Qmin的值按照對應的性能等級確定。Be的取值按照圖7.38新 鋼標要求執行。Q 自0(17. 2. 2-1)圖13新鋼標17.2.2-1公式A水平地震作用非望性耗能區內力豳整系數，般 性耗能區構件應取1.0,其余構件不宜小于 L1行，支撐系統應按式117.工本)計算 確定,14) 支撐

20、系統的水平地震作用非塑性耗能區內力調整系數 應按下式計算；詼.二 L小(1 十。,邛O(17- 2.2-9)圖14新鋼標對于非塑性耗能構件Be的確定注意：由于SATWE程序中結構體系沒有支撐系統，軟件對于所有的非塑性耗能構 件的內力調整系數均按照l.lny確定。該處的非塑性耗能區內力調整系數是針對全樓的參數，但是實際工程中塑性耗能 區對于不同樓層新鋼標要求是不同的。新鋼標在17.2.5-3條中明確要求“框架 柱應該按壓彎構件計算，計算彎矩效應和軸力時，其非塑性耗能區內力調整系數 不宜小于l.lny。對框架結構，進行受剪計算時，剪力應按照鋼標17.2.5-5計 算；計算彎矩效應時，多高層鋼結構底

21、層柱的非塑性耗能區內力調整系數不應小 于1.35。”對于框架結構底層柱的“非塑性耗能區內力調整系數SATWE程序默 認為1.35，無需設計人員填入。其他層自動讀取性能設計參數中填入的“非塑 性耗能區內力調整系數”。如果要按照樓層進行該調整系數的修改，可在SATWE 軟件“層塔屬性”下進行各類非塑性耗能構件的內力調整系數定義，如圖15所 示，當然在此處也可以按照樓層進行不同的寬厚比等級、性能等級及延性等級等的定義。Floor*;阿R奇極?!非型i也蠟區內為同壑金上殂怛疑慢上1住車里也風H版內打13校再城柘仃岑諛瑤茂m化白扣!T具理端上住移比奇棧手門戈hlPE性沖溷號忌郭岬評j后行留住目周年 摩腔

22、鼻小4匕哂可根華目摳樟制色粵學理邙力& 性比演SEJ 生應瑪得富際忘困t 變劉話修城4昌苧校顯里佐祿施區阿力一上整樂焚 胃蜀?JOOT JF.1O5T 4圖15 按樓層定義各類非塑性耗能構件內力調整系數確定構件的寬厚比等級根據結構的抗震設防類別及確定的性能等級，確定出對應結構構件的延性等級， 按照鋼標17.3.4確定對應的板件寬厚比等級，并在SATWE軟件中選擇“梁、柱 及支撐構件的寬厚比等級”，如圖10所示。小震模型與新鋼標中震模型的計算及包絡對于按照性能設計的結構，SATWE程序在“多模型控制信息”下會自動形成如圖 16所示“小震模型”和“新鋼標中震模型”兩個模型，分別進行小震與中震下的內

23、力分析與承載力計算，最終將包絡結果展示在主模型中。查看主模型計算結 果，可以看到在主模型下包絡了小震與中震模型的強度應力比、穩定應力比、長 細比、寬厚比、軸壓比及實際性能系數等結果。軟件輸出的結果分別如圖 17、 圖 18所示，如果各項指標有超限，在程序中會標紅提示，如圖19所示的塑性 耗能梁實際性能系數小于指定的最小的性能系數，不滿足要求程序顯紅。圖16 多模型控制信息表煙讓初七1口總收21弓卻已I 期口1油=小潮存心土三屋UM品網盥性噓EtF庭 由S層設計圖17 包絡輸出主模型下的強度、穩定應力比結果He史瓦HII mma.C HTWiK 皆錦壇 山甲卿N -*茂Eli - iftrffl

24、t4nit - CTiiwrt國 H3X 3 .，ufcB-飛”B K F* l.klE 1+圖18 主模型下包絡的寬厚比、高厚比及限值ffllJRBSKd依俎比國厚匕產圾i磁直星比王鹿比茄里比制弗目+總15湎更罪EJ4薛耳工網生 ffi=，戰震擅君煙世里總蝌地軍口二（/自后dEJa嶼內為幅居世 V 田年至陽 知華trf臺共內的S*六&HE鼻早圖言（姆 艇財幡兔耀 冷赤柳到懺苴 刈葉直 葉出里 1片q jwtm喇fi,回土笛、i比L *裝隔-亞木阻ID .颶第i層性能系數圖19 主模型下顯示的塑性耗能構件實際性能系數中震下構件承載力驗算對于按照性能設計的結構，SATWE程序對于自動形成的中震模

25、型進行中震下地震 作用分析，同時按照鋼標進行相關的構件驗算及對應的構造控制。中震下構件承載力驗算時承載力標準值應進行計入性能系數的內力組合效應驗 算，按照圖20所示即新鋼標17.2.3條公式進行驗算。其中Qi為鋼結構構件的 性能系數，注意：不是最小的性能系數，該系數需要考慮Be,Qi=Be*Qmin。Sr z = 旌 十十45工上圖20 中震下構件承載力驗算公式對于梁、柱及支撐構件均按照新鋼標的要求進行中震下承載力驗算，同時按照指 定的寬厚比等級及延性等級分別進行中震下構件的寬厚比、高厚比及長細比限值 等構造措施的控制，同時圖21展示了不同的板件寬厚比等級下對應鋼構件梁、 柱的寬厚比、高厚比限

26、值。*：3一 =5一1座座和要辱構件的帕面板件第聿比哥里瓦FRti構擰置茴9件克甲M 等岐虹姆由聯詠也 ;卜|麻S曲施毋11bB1“叫停 梢怦 r根里 自tttt.h.臺491工部十遍絹MC4V+ Ifai %HS十遍離g雅解 班正窄慢 1展展J 西:n球 W40e|* 1恒斛皆 酸而界出D;c崎靖叫1支考構怦1傍工雪卷羯像ft.j1%E2a思娓A ft-9%誨題1赳%2鐘耗影蛉蜴 舊板i WM掉 Mt%殂叫圖21 不同板件寬厚比等級及限值控制按照滿足性能設計的要求進行構造控制包絡之后，如果中震下承載力也滿足要求，可以按照性能設計的要求放寬對于構 件寬厚比、高厚比及長細比的控制要求。可以在主模

27、型下通過查看詳細構件信息 查看包絡過程及構造控制放松的結果。如圖22所示為某柱構件按照性能設計之后主模型中詳細構件輸出的結果。如圖 23及圖24分別為該柱構件小震與中震下計算的結果。百以凈泄流行算;7種長霏比Vru= U. 75時=凡珥 .、 一N=-1 M6. 3*=TR.TE 4 篁.忖(1/(=1 = 1236. 231： 346. EE If-,- T7-91 THR CL %后丑漢1既一 力=一1在iTiL. HT面,IH 戶I用=融石t蚊峙-42.的 V a-.12領樹建密皿馬加歸H, 3.5條盤出版裝柱掰比限值1卜.仕三16. ?E d銅吊好假F*住 小單邛-is.7 3.員：多

28、為韋用m哂構注料0 的力”加LT義A 1盤給出茶旺比嶼而吶 UJ n=-i, 1. rx=o,?r加 il3j Ifc-IMfi. 7L ftj=0.4iC&_JT-2T5. 03 CB_rF-2T5. t?.序都威F行歸網8H依17 10,3,1圖22 主模型下柱包絡的強度、穩定應力比及構造限值結果IPS軸.壓比1 遺底密裳： 平面內亂定跪聘； 丁而外和定償年; 晌細出一 晌鈉比儂m-1型，gwL=T 25. 57Mv-332- 40EiW劃M=T250 91M-270J51=130. 26FTH.TStt-lSSS,$TMy=-SSS.也防ZM,能血04程序砒 限情理面上的*產值帖二斗？工

29、9 4 3%04卑犧班構設計標法第G防忖1T 的1T 7.久乩K 4條給出神坤長如此跟俗 制框覺杠胞屣肝匕 最不厘關于印丁強翳凸）.二級不施大于動，蹈E.,Ej J.寬且壯制站杓諛計懷禮G交。口17-301T 3.程序斑袈限閽即西昌明栽嚴隋再庫比=h/lw= 1&. TE 3X01白腰35.3.2曲刊在四出懼情父徊綺利設計杯薦G吧前HPU17 3. 5.；節給土高苴上限過程序就席值取兩者物軟產值弱粗通弱攀第耳：嫡4T2宛.創/二口,次d.l .包絡子樽塾可福郁信總 na謝十流性（俁冽出差號港分） 4.1.2設計躺以卡患愛生承載力:T痢 (95) H1256.31 FyrCl.39raj(F=

30、ETE,的 比；7= 27E. 09看輛野構設計玩法G蜉口口1知171必3,4圖23 小震模型下該柱強度、穩定應力比及構造限值結果1.2包培工項坦V莉加后申黑楫里但必 士靠蚓思性(世列蠟異邰分4. 2.Z設計密策信總I距會回也內笛Hlga.T UU7(131N=-1206- 33Kdc=-1&1. 75湍/M Fl Zf=l. 4上平面向鍍冠翌算：(31)M=-33O& 23Idc=-34. &B 工產”二羽F2/f=0.妁產面外會定滄策；N=-i206.333=-161.T5 37登.河 F3/f=I. 1:句中卻以又看q也史,阻1型晌卡珈出回二心一蚪(我1工U錨環枸媚近T -20C3 17

31、.3.5條# ：M史后黃觸:匕震匾亙厚匕b/tf 1&.?5 TT.14W翎牯將量計加01T-2Q17 3,，J燧出舞厚出限值高原心h/t- 1&.75 芹卻0L ifc-KLtSgo, OS-1/ilEilg-22Kgj=-25. &GF而卬總定脫證;I日見起定吧it!門G-iVif*-mfc91 .IEIs=-22.聆ix=-22.西爐一品防產喔隨?2/S=Q.55?3/f=0.7；N向界細七= 向長細比M=Nz.asV 巡。q 加 147,27 99,04鈿生杓蟲廿標詹，謁5用iTTST 7.午、T-q-T簫給出擔件4比II凱靚工豆三翼,糊SH柱的快iffl比，一艘不應大于MJ，3s及)

32、.二招不應大于如“ 段片果塔用值取出與兩福而 寬I星心1Mx室一號笆_電值營一雙*2筆至遺.亨比里A卡幫旃枸設計3 GB500r-miT 3. 5 J策劃出寬厚出附偽 理唐鼠空同他期幅者曲搏.。夫高強也hfyu- 52LEE 平劇后更尸 25Y而(2?) lt-5L6.03 P5-a. 27更用承魅力；珥:劉/62 CD.YF即T.T5C鋼雄枸姍祚苣(:跖U機TTH1? 1口一 超限梏115rl鋁 ,岫版i Rpi- HL T ?即匯g-a圖32 按照抗規設計，柱長細比超限對于上述超限的柱，可以修改柱截面，讓滿足抗震規范的要求，也可以直接采用 性能設計進行“低延性-高承載力”或者“高延性-低承

33、載力計算”。根據工程實 際情況放松相應的柱的構造措施。按照新鋼標進行性能設計參數選擇。席螂名- x|自信旦 薛根小廄包籍 針其校制信舄 高整券數 風荷戴信息 地震信息地震信息 福震信息話荷信息調塞信息調整信息:調嘴信息Z翟計信息設計信息L 逐寸信息上 防火覆計利料信息 泅前唐息1 顓寓覬方型行性錯設計懷考良 , *蜒腕牯枸沒詰標難進行性能強計塑性耗能區承載住能等解函缸三筌性耗能區的性焦系熟最小唐0. 8S籍徹枸甘迪建看徽中鴛工|型性耗能構件網噴痛1非器性耗能廢向力i展整系熱1,21中宸地蔻留胴系救最大值口.也中震設i邢且居ttm慳禍獻寬厚t信筑靜 口G陽遺學上牌赧口二J麗支槿賽厚比等皴0上一該

34、結構的高度小于50m,屬于6度區的結構，按照新鋼標表17.1.4-1可以初步 選擇出該結構可以選擇的性能范圍為4-7，由于屬于低烈度區的多層結構，在設 計中可以選擇“高承載力低延性”的性能設計思路。可初步選擇某個性能，在 該工程中選擇性能為性能4，則查新鋼標表17.1.4-2可以確定結構構件最低的 延性等級為W級，同時按照鋼標表17.3.4-1確定截面板件的寬厚比最低等級為 S4級，按照上述確定的參數，填入性能設計時對應的參數如圖33所示。圖33 性能設計相關參數查看中震下該柱的計算輸出結果。88321d-Ta uhr II - i f LEC。+s_fK.50 鼠6 甑t rI r THrr

35、 er 川 fi time 由件商若軻王奇志 的件惟1:曰 *要L等線世去行好摩睇初軸蜘件理性翻磬性用能E巾力胃蹙亂笠恒性耗能上卻度折現氧找同I*播r 管黃宗銘 百喻工|.忻淹藁起 地籍儲吐泉的 慟茹屆此點Ft童之箝苒 府比的索戢道以帆空系效 回行燈內力蝕手彝段 地:IF用一試型近亞力工窿iRi空舉召 即鹿誕黑工做所正慢屈二神卮泰抖 隨件芭包刀比上麗4，,西IVI. J?I. KJ下氏CyN.燼I.00X向.L篦胸l.M血，叫何1,Z5用|=:,修怵卜1.5血.00 胸 1.M品工1.09血1.40KThI； T.g T向，1. Cfl祖L即晌l.WJSR 4哪晌，口科FlJl.OQ H/酢

36、1.間73JIAX=1. R000，尸 8L 一0054能任由(31)M-237.4強眩物羯門心滬-22包9藝耳面向典定整壁：U3)信一也山疆平面外艇轉算：年古儂必柱構件中震下輸出詳細的性能設計參數F向忙如比: 卜向4班出一肌章 lAfi_sN二4之&3.比小的 制二M7 2了4 印.瓦|1k-a OS&TES1MT1E1OXBMar-aoosry-13.30lj-13-3CiF17f=0. 23 町用口.修 | FEGZi.心|調瞠程注計標準（EEDOl7-MU7 3.S.1條空出寬U比胴值吧二號里 士阿飛靶苗饅牙布蝦溫閔1T-2CIT 3,11條船出事II kEJF.fi嗣如諾當黃溫非革

37、晌 他“ N=-22T.4kF7.33該柱在中震下輸出的構件詳細信息中，對于性能設計相關參數的展示，如圖 34 所示，對于該柱的強度、穩定應力驗算及對應的構造控制輸出圖35所示的結果。TIBJ 仃 -22T,4(1 P=0.34靠_二再陽E_W二JTR中錮空構設計標設 C距閱1 T-MttF 10.3. fl圖35 柱構件中震下輸出強度、穩定應力比結果及構造限值柱構造措施長細比、寬厚比及高厚比的放松通過上述中震下輸出的結果可以看到，由于設置的性能等級為4級，并且屬于6 度區，地震作用很小，中震下的強度應力比的結果比小震下的應力比結果還小， 因為小震下該柱構件由恒活風控制，中震下是由地震控制的，

38、不包含風的工況。 此時很容易滿足中震下承載力的要求，因此，對于柱構件的構造措施均做了放松。 按照新鋼標表17.3.5柱長細比限值對于延性等級為W級，且軸壓比小于0.15 時，限值為150，軟件也輸出了150的控制限值，此時不需要調整構件截面，按 照性能設計滿足承載力要求，長細比限值放松到150，本來按照抗規控制不滿足 要求的，此時滿足了要求。寬厚比的限值按照小震模型下抗震等級四級控制，抗規的限值為： 13*sqrt （235/345）=10.73，按照鋼標 S4 的寬厚比限值為 15?k=15*sqrt（235/345） =12.38，軟件在小震設計時候進行從嚴控制，嚴格意義上講應該區分抗震組

39、合與 非抗震組合，抗震組合下按照抗震控制寬厚比限值，非抗震組合下按照新鋼標控 制寬厚比限值。但在中震下，滿足了承載力要求，對于寬厚比等級為S4級的H 截面，其寬厚比限值為15?k=15*sqrt（235/345）=12.38，直接按照性能設計中 對應的寬厚比等級控制寬厚比限值即可，手工校核結果與軟件計算輸出結果一 致。在中震下滿足了承載力要求，程序已經按照性能設計的要求對于寬厚比的限值做了放松。腹板高厚比的限值按照小震模型下抗震等級四級控制，抗規的限值為：52*sqrt (235/345) =42.9,同時小震設計時程序要根據新鋼標對應的寬厚比等級S4級的寬厚比限值進行雙控，而新鋼標對應的寬厚

40、比等級S4級是與受力有關系的， 要根據應力梯度進行計算。軟件輸出的37.14的限值，顯然該柱在小震下按照新 鋼標的S4級控制高厚比限值與抗規的四級抗震等級雙控的結果，并且輸出最不 利結果。中震下程序直接按照新鋼標性能設計指定的寬厚比等級S4進行高厚比 限值的控制，此時限值同樣與應力梯度有關系，因此，即使中震下也是S4級的 寬厚比等級，但是高厚比的限值控制是不一樣的，軟件輸出的高厚比限值為37.81。在中震下滿足了承載力要求，程序已經按照性能設計的要求對于高厚比的限值進 行了控制。注意：由于高厚比的限值與對應構件的應力狀態有關，因此，采用性 能設計時未必一定能確保高厚比限值放松，有可能高厚比限值

41、反而會減小，從而 使要求更加嚴格。SATWE程序自動對性能設計下小震模型和中震模型的包絡SATWE程序在性能設計計算完畢之后，對小震模型和中震模型均做了計算，最終 計算結果在主模型下展示了包絡后的圖形文件，如果要查看詳細構件信息，可看 到如圖36所示該柱包絡詳細結果，該柱應力比顯示了小震與中震包絡以后的結 果，對于構造措施也是按照包絡以后的結果展示的。長細比、寬厚比及高厚比已 經展示了包絡之后，構造措施按照中震相應的結果輸出。阿婆麗麗17工5弊生出椎架柱4斑比忸值陰廿5, 51g-羽.優 f2/f=0iS3可長婚比= 工向長犯比iUt= 42 E3 151.005 1。尸4 s Ja，湎.缸織

42、3-22 S317-3J, R9或銅蜻朝一中標馳.d7一aT亂11集維出寬黑土取情 %,廿笳國Q里,引中相結構證栩準先說0仃dtiEf 3.5.1烝培出高JI比版情響 邙U 步T用，爐下產？汴憫雕用翻臉詢.”版強_KF, 62喜5翎爺利曹計南,星GBML? -2C17 10. 3. 4坦明信息歪到以下了覆鬢至里中置看而M肯定也或；睛口夜目內容電壓比.C27)而內和定驍有：C3OJFT% 3?=-S9J, 即如.19圖36 主模型下查看柱構件的詳細信息4.對框架支撐體系支撐產生的不平衡力對梁設計影響的考慮按照新鋼標性能設計的要求，對于框架-支撐結構，如果存在交叉支撐或者人字 形支撐，這會導致梁和板中均產生較大的軸力，并且按照新鋼標對于這種框架- 支撐結構，一般要求支撐斜桿應該在支撐與梁柱連接節點失效、支撐系統梁柱屈 服或者屈曲前發生屈服，這就要求在拉壓支撐達到屈服前框架-支撐體系中與支撐相連的梁應該有足夠的剛度和承載力，因此規范對于框架-支撐結構中的梁有 壓彎計算的特殊要求，并且對于人字形和V字形支撐系統中的框架梁壓彎驗算時 還需要考慮彎矩效應中計入豎向不平衡力產生的附加彎矩影響。梁的壓彎驗算 時，梁的軸力及豎向不平衡力分別按照規范17.2.4相關要求計算如下圖37，38 所示。3交及支撐系統中的框架梁，應按壓彎構件計算；軸力可 按式(.2.4-2)計算.計算彎矩效應時.其非甥梯