談談《鋼結構設計標準》（GB 50017-2017）（簡稱“鋼標”）的抗震設計，也稱之為“鋼結構抗震性能化設計”，這是鋼標相對于《鋼結構設計規范》（GB 50017-2003）（簡稱“鋼規”）變化最大的一部分內容。

鋼標的抗震性能化設計具體怎么做，包括設計軟件中如何操作，已經有一些文章進行了詳細闡述。本文并不準備去重復那些內容，而只是打算就抗震設計的原理性問題以及幾個關鍵要點進行澄清，幫助你從概念層面的深入理解，以免給程序玩死（換句話說，看本文之前，應該好好看過鋼標）。

另外還是得說明（雖然本該是結構工程師的常識），程序是程序，規范是規范，程序僅僅代表了編程人員對規范的理解，可能對，也可能錯。倒是，規范理解不到位，做設計容易給程序玩殘。經常有人問我，某某軟件計算結果紅了，怎么調？我一般回答，程序的操作問題，去問軟件客服。紅了綠了的事，用規范語言來描述，我才能跟你討論（似乎開篇說了一些廢話，抱歉抱歉……）

一、抗震性能化設計vs傳統抗震設計，原理上的差異是啥？

在本公眾號發表的前幾篇解讀文章中已經談到，鋼標的抗震性能化設計描述為：

“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，本規范簡稱為“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的設計方法，本規范稱為‘性能化設計方法’……”

即，抗震并不是非得延性，高延性和低延性，都能實現抗震設防目標，可以進行選擇，怎么合理怎么做。從地震工程學的理論看，實際上就是下圖表達的等能量原理，結構可以可以按照圖中不同的路徑抗震，不同曲線和橫坐標圍住的面積相同（即地震能量）即可。不同路徑對應不同的彈性承載力和延性。

傳統的抗震設計是什么思路呢？抗規抗震設計的思路是，結構在設防地震作用下會進入彈塑性。因此，基于基于延性耗能的原則，設防烈度高需要耗能多點，延性要求就高。所以抗規的抗震構造就根據建筑高度和設防烈度決定的抗震等級來確定（等級高延性要求就高，當然也不盡然）。

所以，鋼標的抗震性能化設計，實際上是在常規抗震設計方法（考慮一定的延性，大致屬于中到高延性）的基礎上還給了另一個低延性的抗震設計途徑，從而能適用于更多的情況。

二、抗震性能化設計vs傳統抗震設計，具體設計流程上的區別在哪兒？

常規的抗震設計方法，按照小震地震作用計算+抗震構造要求進行設計。

抗震性能化設計則是小震設計后，再進行中震設計。中震設計時，是在承載力和延性之間的平衡和選擇，實際上可能處于一個迭代循環過程，即假定塑性耗能區承載性能等級（與塑性耗能區的延性等級直接掛鉤，設防類別高的提高一檔），得到地震作用效應，再進行構件承載力抗震驗算（鋼標17.2.1~17.2.3條），以及機構控制驗算（17.2.4~17.2.12條），如有問題則進行調整，循環計算。

塑性耗能區承載性能等級則與延性措施對應，選擇了什么等級則要求在設計時采用對應的抗震措施（17.3節）。需要注意的是，抗震措施不再是一刀切，而是對應不同的等級采用對應的措施，這是與常規抗震設計方法最大的區別，也是體現其設計合理性的地方。

抗震性能化設計中，有幾個關鍵點，如塑性耗能區、性能系數，塑性耗能區在前文中解讀過，這兒說說性能系數。

性能系數是啥？性能系數是構件的計算參數，按鋼標（17.2.2-1）計算。注意要區分塑性耗能區構件和非塑性耗能區構件。

看一下17.3.2條就明白，性能系數是計算地震作用效應時候水平地震作用效應的系數。另外需要注意，用來計算的地震作用是設防地震下的，即“中震”，換句話說，性能系數其實就是地震作用的折減系數（參見前面的強度-延性示意圖）。

還有一個實際性能系數，按下式計算，這是用來檢查你設定的性能系數是否合理的。需要注意，公式（17.2.2-2）中有印刷錯誤，水平地震和豎向地震在公式中搞反了。實際性能系數的物理意義，以框架為例，是結構的屈服承載力扣除重力荷載代表值以及豎向地震作用效應后，與設防地震（中震）產生彎矩的比值，即達到中震的多少分之一時屈服，1.0表示在中震時剛好屈服。顯然，實際性能系數不能小于設定的性能系數。

那么，對于支撐結構，實際性能系數的物理意義，你看明白了嗎？

三、抗震性能化設計vs傳統抗震設計，能帶來什么好處？

抗震性能化設計相對于傳統抗震設計，帶來的最大的好處，就在于設計的靈活化，而不是固定不變的強制性抗震措施。相信各位在以往的設計中，因為各種抗震措施（尤其是構造措施）的要求導致你自己都覺得設計很不合理的情況比比皆是。而這些，都將是抗震性能化設計的用武之地。也就是說，抗震措施的區別化對待（包括各種抗震措施免除條件），是抗震性能化設計的優勢所在。

舉個栗子：

鋼標的17.1.4條3款：

“3）其他構件承載力標準值應進行計入性能系數的內力組合效應驗算，當結構構件延性等級為Ⅴ級時，無須進行機構控制驗算；”

條文說明解釋如下：

“當按本規范進行性能化設計，采用低延性-高承載力設計思路時，無須進行機構控制驗算，本規范第17.2.4條至17.2.12條為機構控制驗算的具體規定，但當性能系數小于1時，支撐系統構件尚應考慮壓桿屈曲和卸載的影響。”

好好去看看鋼標的17.2.4~17.2.12,有哪些內容，就明白了。強柱弱梁？強節點弱構件？柱腳極限承載力？這都不是事。

是不是覺得，原本要給玩死的設計，用抗震性能化設計似乎有戲了？恭喜你，你似乎找到門道了。如果這篇文章就這么一丁點對你有用，我都覺得值了。我就不再去多說啥寬厚比、長細比、節點域、支撐結構等等這些帶來的不同了。希望你能在鋼標中有新的發現。如有疑問或者新發現，歡迎來一起分享和討論。