钢结构厂房

塑性耗能构件刚度折减系数

钢结构抗震设计的思路是进行塑性铰机构控制，由于非塑性耗能区构件和节点的承载力设计要求取决于结构体系及构件塑性耗能区的性能，因此新钢标仅规定了构件塑性耗能区的抗震性能目标。对于框架结构，除单层和顶层框架外，塑性耗能区宜为框架梁端；对于支撑结构，塑性耗能区宜为成对设置的支撑；对于框架-中心支撑结构，塑性耗能区宜为成对设置的支撑、框架梁端；对于框架-偏心支撑结构，塑性耗能区宜为耗能梁段、框架梁端。结构变形的完好指的是承载力设计值满足弹性计算内力设计值的要求，基本完好是指承载力设计值满足刚度适当折减后的内力设计值要求或承载力标准值满足要求，轻微变形指层间位移约为1/200时塑性耗能区的变形，显著变形指层间侧移为1/50-1/40时，塑性耗能区的变形。

对于塑性耗能梁及塑性耗能支撑等构件，设计人员可根据选定的结构构件的性能等级，定义刚度折减系数，该刚度折减系数是针对中震模型下的，小震下不起作用。在SATWE程序中，如果选择框架结构，程序会自动判断所有的主梁为塑性耗能构件，定义的折减系数对于所有的主梁两端均起作用。如果是框架-支撑结构体系，程序同时判断默认所有的支撑构件与梁均为耗能支撑，该折减系数同样对两者起作用。如果要修改塑性耗能构件单构件的刚度折减系数可以在选择如图12所示的“钢结构设计标准的性能目标”菜单下，进行单个构件刚度折减系数的定义，塑性耗能支撑构件默认自动读取前面整体参数中定义的刚度折减系数。

 

▲图12 按照钢结构设计标准选择单构件性能目标

2.4.4 非塑性耗能区内力调整系数

按照新钢标，对于框架结构与框架-支撑中的非塑性耗能构件需要进行中震下的承载力验算，验算的时候对于中震下水平地震作用进行内力调整，该调整系数与性能等级及结构体系有关，应按照如图13所示的公式即新钢标17.2.2-1进行计算。公式中的Ωmin的值按照对应的性能等级确定。βe的取值按照图 7.3-8新钢标要求执行。

 

 

▲图 13 新钢标17.2.2-1公式

 

 

 

▲图14 新钢标对于非塑性耗能构件βe的确定

 

注意：由于SATWE程序中结构体系没有支撑系统，软件对于所有的非塑性耗能构件的内力调整系数均按照1.1ηy确定。

该处的非塑性耗能区内力调整系数是针对全楼的参数，但是实际工程中塑性耗能区对于不同楼层新钢标要求是不同的。新钢标在17.2.5-3条中明确要求“框架柱应该按压弯构件计算，计算弯矩效应和轴力时，其非塑性耗能区内力调整系数不宜小于1.1ηy。对框架结构，进行受剪计算时，剪力应按照钢标17.2.5-5计算；计算弯矩效应时，多高层钢结构底层柱的非塑性耗能区内力调整系数不应小于1.35。”对于框架结构底层柱的“非塑性耗能区内力调整系数”SATWE程序默认为1.35，无需设计人员填入。其他层自动读取性能设计参数中填入的“非塑性耗能区内力调整系数”。如果要按照楼层进行该调整系数的修改，可在SATWE软件“层塔属性”下进行各类非塑性耗能构件的内力调整系数定义，如图15所示，当然在此处也可以按照楼层进行不同的宽厚比等级、性能等级及延性等级等的定义。

 

▲图15 按楼层定义各类

非塑性耗能构件内力调整系数