最新钢结构设计规范(GB50017-2014)深圳宣贯课件--钢规抗震.ppt

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1、创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 术应用研讨会用研讨会术应用研讨会用研讨会钢结构：理论、试验、计算、案例钢结构：理论、试验、计算、案例规范规范（钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017-201XGB50017-201X）内容简介）内容简介 抗震）抗震）王立军王立军 创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚汶川地震实录汶川地震实录地震对结构的影响系统地呈现出设计和施工中的错误，甚至是微小的错误。N.M Newmark&E.Rosenblueth强震区特大震下未倒的建筑物是地震工程的活化石每一个未倒的建筑物后面都有一个我们需探寻的秘密 文中照片均来自中国建筑科学研究院主编的 “2008年汶川地震建

2、筑震害图片集”，向作者致谢！创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚一、砖混结构一、砖混结构砖混砖混 窗下墙剪切裂缝，相当于剪力墙的连梁破坏。通过其耗能，保护了整体墙体，棉竹汉旺镇-度，设防度，受特大震。办公楼，五层砖混，结构布置均匀，未倒。3333创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 映秀镇漩口中学，五层砖混，底部一层整体倒塌，楼梯间破坏，窗间墙剪切破坏，耗能，保护结构，注意是窗间墙破坏，不是窗下墙。连梁和墙体谁先坏？2323一、砖混结构一、砖混结构砖混砖混创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 6层砖混住宅，外墙水平错位，滑移隔震。F=m*a a 小了，滑动摩擦起作用5656一、砖混结构一、砖混结构砖

3、混砖混创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 砖混楼，楼梯间为砼框架，楼倒梯留，延性好，巨震避震单元3030一、砖混结构一、砖混结构砖混砖混创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 5层底框住宅，二层破坏严重，首层柔性反例5858一、砖混结构一、砖混结构底框底框创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 圈梁、构造柱相当于剪力墙的约束边框，楼未倒6464一、砖混结构一、砖混结构底框底框创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 四层砖混完好，屋顶破坏。高振型作用，鞭梢效应6969一、砖混结构一、砖混结构屋顶突出部位屋顶突出部位创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 汉旺两楼碰撞，破坏严重，未倒。碰撞耗能7676一、砖混结构

4、一、砖混结构碰撞碰撞创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 6层框架，柔性首层。一层无墙，侧移大9999二、钢筋混凝土二、钢筋混凝土框架框架创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 2层框架，-度，未倒，典型。7度设防，受特大震114114二、钢筋混凝土二、钢筋混凝土框架框架创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚131131二、钢筋混凝土二、钢筋混凝土填充墙填充墙 13层框架，墙X型裂缝，表明参与受力，当剪力墙用创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 填充墙倒塌，这种砌块墙以后别用了141141二、钢筋混凝土二、钢筋混凝土填充墙填充墙创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 德阳体育馆，屋面为网架结构，结构轻，地震力

5、小，震害轻，作为避震场所146146三、体育馆三、体育馆创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 农贸市场，是真正钢结构吗？符合规范吗？地震不控制，2倍地震力，弹性设计，刚度控制150150三、体育馆三、体育馆创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 绵阳三台体育馆，建于1989年，应用79年规范，正式建筑，简易结构，没坏151151三、体育馆三、体育馆创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 青川中学礼堂，（砖壁柱+木屋架）未倒，倒的是雨棚榀，形成短柱。青川9度区，设防，01-7度，90-7度，77无设防。未加固152152三、体育馆三、体育馆创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚四、单层工业厂房四、单层工业厂房

6、 单层厂房空旷，通常吊车荷载起控制作用，地震震害相对较轻，砼柱，混凝土屋架，大型屋面版，结构震害较重；钢结构柱，钢屋架，轻屋面，震害轻156156 砼柱，预应力混凝土屋架，大型屋面板，局部屋面倒塌创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 门式钢架，轻屋面，基本完好168168四、单层工业厂房四、单层工业厂房创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚五、古建筑五、古建筑205205 绵竹回漾塔，底部破坏，砖塔创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 绵竹基督教堂，穿斗式木结构，结构完好。排架结构，无纵向撑207207五、古建筑五、古建筑创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 木廊桥，乾隆年间，横向抬梁式，纵向穿斗式，完

7、好212212 思考：为何古人不打纵向撑？受力均匀思考：为何古人不打纵向撑？受力均匀五、古建筑五、古建筑创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚六、烟囱、水塔六、烟囱、水塔214214 什邡市砖烟囱，顶部破坏，齐碴。不是压弯破坏。拉断，应力波？竖向地震力！F竖=f(mi*hi)上部竖向地震力大创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 陕西洛阳150m混凝土烟囱完好无损215215六、烟囱、水塔六、烟囱、水塔创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 都江堰砖水塔下部破坏220220六、烟囱、水塔六、烟囱、水塔创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚七、其他七、其他222222 北川县城被山体滑坡掩埋创新提升价值 精诚建

8、造未来中冶京诚 地震地面裂缝225225七、其他七、其他创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 白鹿镇中心学校地面隆起2M，房屋无损，如考虑结构地基为一整体，地基耗能了，保护了结构226226七、其他七、其他创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 百花大桥，连梁破坏，柱破坏227227七、其他七、其他创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 百花大桥橡胶支座变形耗能，保护节点228228七、其他七、其他创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚九、砖混结构民居九、砖混结构民居183183 安县秀水镇，3层底框，正规设计，建于2004年。完好，周边民居倒塌创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚 结构抗震设计，应以塑性耗能

9、机制，抵御强震的打击 抗震设计是以结构强度和延性的最佳组合，实现最为经济的抗震设防十、小结十、小结结构结构创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计构件构件设设防地震内力性能防地震内力性能组组合合值值；钢结钢结构抗震性能化构抗震性能化设计设计：设设定构件塑性耗能区，引入定构件塑性耗能区，引入结结构性能系数，通构性能系数，通过结过结构的延性抵抗地震作用构的延性抵抗地震作用钢结钢结构构件的承构构件的承载载力力计计算：算：构件构件重力荷重力荷载载代表代表值值产生的效应，按现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011

10、或构筑物抗震设计规范GB50191的规定采用；SEhk2、SEvk2分别为按弹性或等效弹性计算的构件水平设防地震作用标准值效应、8度且高度大于50m时按弹性或等效弹性计算的构件竖向设防地震作用标准值效应；Rk按屈服强度计算的构件实际实际截面承截面承载载力力标标准准值值；i性能系数性能系数创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计 例：例：8 8度，度，0.2g0.2g，100m100m高，框架结构高，框架结构 创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震

11、性能化设计）钢结构抗震性能化设计 一、确定结构性能等级一、确定结构性能等级性能等级地震动水准多遇地震设防地震罕遇地震性能1完好完好基本完好性能2完好基本完好基本完好轻微变形性能3完好实际承载力满足高性能系数的要求轻微变形性能4完好实际承载力满足较高性能系数的要求轻微变形中等变形性能5完好实际承载力满足中性能系数的要求中等变形 性能6基本完好实际承载力满足低性能系数的要求中等变形显著变形 性能7基本完好实际承载力满足最低性能系数的要求显著变形表表17.1.3 构件塑性耗能区的抗震性能等级和目标构件塑性耗能区的抗震性能等级和目标注：注：1 对对于框架于框架结结构，除构，除单层单层和和顶层顶层框架外

12、，塑性耗能区宜框架外，塑性耗能区宜为为框架梁端；框架梁端；对对于支撑于支撑结结构，塑性耗能区宜构，塑性耗能区宜为为成成对设对设置的支撑；置的支撑；对对于框架于框架-中心支撑中心支撑结结构，塑性耗能区宜构，塑性耗能区宜为为成成对设对设置的支撑、框架梁端；置的支撑、框架梁端；对对于框架于框架-偏心支撑偏心支撑结结构，塑性耗能区宜构，塑性耗能区宜为为耗能梁段。耗能梁段。2 完好完好指承指承载载力力设计值满设计值满足足弹弹性性计计算内力算内力设计值设计值的要求；的要求；基本完好指基本完好指承承载载力力设计值满设计值满足足刚刚度适当折减后的内力度适当折减后的内力设计值设计值要求或承要求或承载载力力标标准

13、准值满值满足要求；足要求；轻轻微微变变形指形指层间侧层间侧移移约约1/200时时塑性耗能区的塑性耗能区的变变形；形；显显著著变变形指形指层间侧层间侧移移1/501/40时时塑性耗能区的塑性耗能区的变变形。形。3 性能性能1至性能至性能7性能目标依次降低性能目标依次降低,性能系数的高、低取性能系数的高、低取值见值见本本规规范范17.2节节。创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计 抗震设防类别为标准设防类（丙类）的建筑，可按表抗震设防类别为标准设防类（丙类）的建筑，可按表17.1.4-117.1.4-1初步

14、选择塑性耗能区的性能等级。初步选择塑性耗能区的性能等级。表表17.1.4-1 17.1.4-1 塑性耗能区性能等级参考选用表塑性耗能区性能等级参考选用表设防烈度单层H50m50mH100m6度（0.05g）性能37性能47性能577度（0.10g）性能37性能57性能677度（0.15g）性能47性能57性能678度（0.20g）性能47性能67性能78 8度，度，100m100m高，选性能高，选性能7 7创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计 二、确定结构延性等级二、确定结构延性等级 根据根据设防类别

15、设防类别和和塑性耗能区塑性耗能区最低最低性能等级性能等级确定构件和节点的延性等级确定构件和节点的延性等级。表表17.1.4-2 17.1.4-2 结构构件最低延性等级结构构件最低延性等级构件和节点延性等级构件和节点延性等级级级设防类别塑性耗能区最低性能等级性能1性能2性能3性能4性能5性能6性能7适度设防类 （丁类）级级级级标准设防类（丙类）级级级级级重点设防类（乙类）级级级级级特殊设防类（甲类）级级级级级创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计 三、确定结构性能系数三、确定结构性能系数 1.1.确定塑性

16、耗能区目标确定塑性耗能区目标性能系数性能系数最小值最小值 根据性能等级，确定塑性耗能区目标性能系数最小值。根据性能等级，确定塑性耗能区目标性能系数最小值。梁端塑性耗能区性能系数为梁端塑性耗能区性能系数为0.2750.275性能等级性能1性能2性能3性能4性能5性能6性能7性能系数最小值1.100.90.700.550.450.350.275表表17.2.2-1 规则结规则结构塑性耗能区不同性能等构塑性耗能区不同性能等级对应级对应的性能系数最小的性能系数最小值值框架结构，梁端为塑性耗能区。框架结构，梁端为塑性耗能区。创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB500172

17、01X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计 2.2.计算计算塑性耗能区实际性能系数塑性耗能区实际性能系数最小值最小值 结构计算，得到梁端实际性能系数，必要时调整截面，使计算得到的梁端实际性能系数接近结构计算，得到梁端实际性能系数，必要时调整截面，使计算得到的梁端实际性能系数接近0.2750.275。从从 中选出最小值中选出最小值 构件塑性耗能区构件塑性耗能区实际实际性能系数；性能系数；WE 构件塑性耗能区截面模量，按表构件塑性耗能区截面模量，按表17.2.2-2取取值值；钢钢材屈服材屈服强强度；度；MGE重力荷重力荷载载代表代表值产值产生的弯矩效生的弯矩效应应；MEhk2、MEvk2分

18、分别为别为按按弹弹性或等效性或等效弹弹性性计计算的构件水平算的构件水平设设防地震作用防地震作用标标准准值值的弯矩效的弯矩效应应、8度且高度大于度且高度大于50m时时按按弹弹性或等效性或等效弹弹性性计计算的构件算的构件竖竖向向设设防地震作用防地震作用标标准准值值的弯矩效的弯矩效应应；截面板件宽厚比等级S1 S2 S3 S4 S5构件截面模量表表17.2.2-2 构件截面模量构件截面模量WE取取值值 注：注：为为塑性截面模量；塑性截面模量；为为截面塑性截面塑性发发展系数，按本展系数，按本规规范表范表8.1.1采用；采用；为弹为弹性截面模量；性截面模量；为为梁截面模量考梁截面模量考虑虑腹板有效高度的

19、折减系数，按本腹板有效高度的折减系数，按本规规范式（范式（6.5.1-4）计计算算。创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计 3.3.计算结构性能系数计算结构性能系数 得到结构性能系数得到结构性能系数 i层层构件性能系数，通常构件性能系数，通常结结构取构取统统一的一个性能系数；一的一个性能系数；水平地震作用非塑性耗能区内力水平地震作用非塑性耗能区内力调调整系数，整系数，以保证非塑性耗能区不先屈服于塑性耗能区。以保证非塑性耗能区不先屈服于塑性耗能区。塑性耗能区塑性耗能区构件构件应应取取1.0，其余构件不宜小

20、于，其余构件不宜小于1.1 ，1.1为为耗能区耗能区钢钢材材强强化系数，化系数，为为耗能区耗能区钢钢材超材超强强系数，可按表系数，可按表17.2.2-3取取值值；i层层构件塑性耗能区构件塑性耗能区实际实际性能系数最小性能系数最小值值；创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计构件构件设设防地震内力性能防地震内力性能组组合合值值；四、四、钢结钢结构构件的承构构件的承载载力力计计算算 构件构件重力荷重力荷载载代表代表值值产生的效应，按现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011或构筑物抗震设计规范GB50191的

21、规定采用；SEhk2、SEvk2分别为按弹性或等效弹性计算的构件水平设防地震作用标准值效应、8度且高度大于50m时按弹性或等效弹性计算的构件竖向设防地震作用标准值效应；Rk按屈服强度计算的构件实际实际截面承截面承载载力力标标准准值值；i性能系数，可取一个性能系数，可取一个值值。创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计五、五、钢结钢结构构件构构件计计算算（一）构件（一）构件1.框架梁框架梁强强剪弱弯剪弱弯创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化

22、设计）钢结构抗震性能化设计2.框架柱框架柱（1）压压弯弯计计算算内力内力调调整系数整系数e 1.1 y（2）强强柱弱梁柱弱梁（3）强强剪弱弯剪弱弯创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计（二）（二）连连接接1.梁柱梁柱刚刚接接节节点点 极限承极限承载载力力j j 连接系数，表连接系数，表17.2.917.2.9，Q345,Q345,螺栓连接螺栓连接j=1.35j=1.35，焊接，焊接j=1.3j=1.3创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化

23、设计）钢结构抗震性能化设计（二）（二）连连接接2.柱脚与基柱脚与基础刚础刚接接节节点点极限承极限承载载力力创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计（三）（三）节节点点1.梁柱梁柱刚刚接接节节点域点域延性延性级级分分别为别为与框架柱与框架柱节节点域点域连连接的左、右梁端截面的全塑性受弯承接的左、右梁端截面的全塑性受弯承载载力；力；节节点域的体点域的体积积，应应按本按本规规范第范第12.3.3条条规规定定计计算；算；创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构

24、抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计六、抗震措施六、抗震措施1.框架梁框架梁（1）结构构件延性等级对应的塑性耗能区（梁端）截面板件宽厚比等级和设防地震性能组合下的最大轴力结构构件延性等级对应的塑性耗能区（梁端）截面板件宽厚比等级和设防地震性能组合下的最大轴力 、按本规范式（按本规范式（17.2.4-117.2.4-1）计算的剪力）计算的剪力 应符合表应符合表17.3.4-117.3.4-1的要求：的要求：表表17.3.4-1 17.3.4-1 结构构件延性等级对应的塑性耗能区（梁端）截面板件宽厚比等级和轴力、剪力限值结构构件延性等级对应的塑性耗能区（梁端）截面板件宽厚比等级和轴力、剪力限值结构

25、构件延性等级结构构件延性等级级级级级级级级级级级截面板件宽厚比最低等级截面板件宽厚比最低等级S5S4S3S2S10.15Af0.15Afy（未设置纵向加劲肋）（未设置纵向加劲肋）0.5hwtwfv0.5hwtwfvy创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计六、抗震措施六、抗震措施 （2）当梁端塑性耗能区为工字形截面时，尚应符合下列要求之一：当梁端塑性耗能区为工字形截面时，尚应符合下列要求之一：a.a.满足本规范第满足本规范第10.4.310.4.3条塑性铰截面的构造规定；条塑性铰截面的构造规定；b.b.工

26、字形梁受弯正则化宽厚比工字形梁受弯正则化宽厚比 限值符合表限值符合表17.3.4-217.3.4-2的要求；的要求；c.c.上下翼缘均设置侧向支承。上下翼缘均设置侧向支承。表表17.3.4-2 17.3.4-2 工字形梁正则化宽厚比工字形梁正则化宽厚比 限值限值 结构构件延性等级结构构件延性等级级、级、级级级级级级级级上翼缘无楼板上翼缘无楼板1.01.2上翼缘有楼板上翼缘有楼板0.250.40.550.8注：注：1 1 当工字形梁上翼缘无楼板时，受弯正则化宽厚比当工字形梁上翼缘无楼板时，受弯正则化宽厚比 应按本规范式（应按本规范式（6.2.3-26.2.3-2）计算；）计算；2 2 当工字形梁

27、上翼缘有楼板时，受弯正则化宽厚比当工字形梁上翼缘有楼板时，受弯正则化宽厚比 应按本规范式（应按本规范式（6.2.8-46.2.8-4）计算；）计算；3 3 初始正则化宽厚比初始正则化宽厚比 取值应符合本规范表取值应符合本规范表6.2.36.2.3的规定。的规定。创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计六、抗震措施六、抗震措施 2.框架柱框架柱 表表17.3.5 17.3.5 框架柱长细比要求框架柱长细比要求 结构构件延性等级级级级、级、级180150120 创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范

28、钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计六、抗震措施六、抗震措施 3.节节点点 当框架结构的梁柱采用刚性连接时，当框架结构的梁柱采用刚性连接时，H H形和箱形截面柱的节点域受剪正则化宽厚比形和箱形截面柱的节点域受剪正则化宽厚比 限值应符合表限值应符合表17.3.617.3.6的规定。的规定。注：注：节点受剪正则化宽厚比节点受剪正则化宽厚比 ，应按本规范式（，应按本规范式（12.3.3-112.3.3-1）或式（）或式（12.3.3-212.3.3-2）计算。）计算。结构构件延性等级结构构件延性等级级、级、级级级级级级级级0.40.60.81.2表表17

29、.3.6 H形和箱形截面柱形和箱形截面柱节节点域受剪正点域受剪正则则化化宽宽厚比厚比 的限的限值值创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计地震波的地震波的场场地特性地特性1.地震波自震源至基地震波自震源至基盘盘是衰减的是衰减的过过程程2.基基盘盘至地表是放大的至地表是放大的过过程程3.基基盘盘以上的增大率很大以上的增大率很大4.选选波波时时要注意地下室底板要注意地下室底板处处与地表的差与地表的差别别 创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017201X）钢结构抗震性能化设计）钢结构抗震性能化设计风载风载1.结结构构2.维护结维护结构构3.地基地基 创新提升价值 精诚建造未来中冶京诚谢谢 谢谢