Seismic design and protection
Lesson 6 of 8
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References: GB 55006-2021、GB 55002-2021、GB 50011-2010（2016 年版）
抗震设计（6.1）
起草说明开头就点明：钢结构一般抗震性能好，但体系不合理时，地震中也会严重破坏甚至倒塌。第 6.1.1 条因此给出五条结构层面的原则。
- 有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径
- 保证连接节点不先于构件破坏
- 避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或丧失对重力荷载的承载能力
- 具备良好的变形能力和塑性耗能能力
- 对可能出现的薄弱部位采取措施提高其抗震能力
- 第 6.1.2 条：罕遇地震下发生塑性变形的构件或部位，钢材除满足第 3.0.2 条外，超强系数不应大于 1.35。超强系数是屈服强度实测值与名义值之比。说明解释：结构按名义屈服强度设计，超强过大会让塑性发展偏离设计预期，达不到设计的抗震能力
- 别把超强系数和屈强比混为一谈：屈强比是屈服强度实测值与抗拉强度实测值之比，GB 50011 第 3.9.2 条要求抗震钢材不大于 0.85、伸长率不小于 20%。这条原是强条，已被 GB 55002 废止，两本通用规范都没收，仍按 GB 50011 执行，并应在设计文件上注明（GB 55002 第 2.4.5 条）
- 第 6.1.4 条：塑性耗能区连接的极限承载力，应大于与其相连构件充分发生塑性变形时的承载力——这就是「节点强于构件」，详图设计连接板、焊缝尺寸时要对着它
隔震与减震（6.2）
- 第 6.2.1 条：隔震装置和消能减震部件的性能参数要经试验确定；设置部位要便于检查和替换；设计文件上要注明性能要求，安装前应抽检。说明解释：检验分为产品型式检验和工程项目抽检，抽检是为了确保实际产品性能与设计取用的参数一致
- 第 6.2.2 条：隔震支座要验算竖向承载力和罕遇地震下的水平位移
- 第 6.2.3 条：消能减震部件在罕遇地震下不应发生低周疲劳破坏及与之连接节点的破坏，且消能性能要稳定；金属位移型消能部件不应在基本风压作用下屈服
防护设计（6.3）：防腐与防火
第 6.3.1 条要求钢结构防护按建筑全寿命周期的耐久性目标，在正常维护条件下保证正常使用。起草说明说，防护包括防腐蚀、防火、隔热，也涉及成品保护，并提醒：布置、选型、连接构造本身要有利于增强防护能力，对危及人身安全和维修困难的部位以及重要承重构件要加强防护。这和第 4.6 节的构造要求是一回事——图纸上排水、积灰、难涂装的死角，是在这里埋下的伏笔。
第 6.3.2～6.3.4 条与起草说明
| 条号 | 要求 | 怎么理解 |
|---|---|---|
| 6.3.2 | 构件的设计耐火极限，按建筑的耐火等级和构件类别确定 | 说明：柱间支撑的设计耐火极限与柱相同，楼盖支撑与梁相同，屋盖支撑和系杆与屋顶承重构件相同；节点与被连接构件中要求最高的一个相同 |
| 6.3.3 | 按设计耐火极限采取相应的防火保护措施，或做耐火验算与防火设计；构件耐火极限验算低于设计耐火极限时，应采取防火保护措施 | 说明：无防火保护的钢构件耐火时间约 0.25～0.50 h，达不到绝大部分构件的设计耐火极限；防火保护层厚度由耐火验算确定 |
| 6.3.4 | 高温环境下钢结构温度超过 100 ℃ 时，应进行结构温度作用验算，并按不同情况采取防护措施 | 说明：采取隔热防护后，高强度螺栓的温度不应超过 150 ℃ |
要点起草说明对防火的逻辑讲得很清楚：火灾下钢结构破坏，实质是温度升高、钢材强度降低、承载力跟着下降。所以防火设计就是火灾高温条件下的承载力设计，防火涂料的厚度要对得上耐火验算，涂薄了就等于耐火极限没达到。验收怎么查厚度，见下一课的第 7.3.2 条。
自测
- 1.在罕遇地震下发生塑性变形的构件或部位，钢材的超强系数不应大于多少？
- 2.柱间支撑的设计耐火极限应怎么取？
- 3.高温环境下钢结构温度超过多少摄氏度时，应进行结构温度作用验算？
- 4.隔震装置和消能减震部件，安装前要怎样？
- 5.塑性耗能区连接的极限承载力，应该怎样与相连构件比较？
Compiled with reference to industry standard atlases and current codes. Dimensions and details are illustrative — follow the design drawings and current codes.