高強鋼結(jié)構(gòu)的一般設(shè)計方法

和普通強度的鋼材相比，高強度鋼材有著更為復(fù)雜的設(shè)計

內(nèi)容。除了與普通強度鋼材相同的彈塑性分析，還要更多地考慮

高強度鋼材的抗震性能。這是由于高強度鋼材中碳元素的含量

較低，使得高強度鋼材在提供高強的同時，會導(dǎo)致構(gòu)件屈強比的

升高和材料塑性變形能力的下降。這就使得高強鋼的伸長率難

以滿足我國的《建筑抗震規(guī)范》中的要求設(shè)計值。因此，在我國

的抗震設(shè)防地區(qū)，建筑物使用的鋼材強度通常都小于 345，

這也就限制了高強度鋼材的實際應(yīng)用。具體設(shè)計原則如下 ：

第一、彈性設(shè)計階段。該階段主要考慮高強度鋼材在承受彈

性力時所發(fā)生的荷載位移變化。通常根據(jù)高強度鋼材在彈性階

段的受壓受彎以及抗剪強度分析其極限承載力。再根據(jù)其極限

承載力進行結(jié)構(gòu)承載力驗算。

第二、塑性設(shè)計階段。該階段只要是分析高強度鋼材發(fā)生塑

性變形時的結(jié)構(gòu)承載力與位移的變化曲線。通過分析高強度鋼

材在達到極限承載力后發(fā)生破壞屈曲的形式，得出高強度鋼材

失穩(wěn)的極限荷載，進而選用多種組合結(jié)構(gòu)形式，以期通過塑性發(fā)

展較好的構(gòu)件與高強鋼構(gòu)件相結(jié)合，使各部分材料分別發(fā)揮自

身特點，以達到結(jié)構(gòu)在彈性及塑性狀態(tài)下均保持較好的強度、剛

度、穩(wěn)定性。

第三、抗震設(shè)計階段。通過分析高強度鋼材在地震荷載作用

下的應(yīng)力應(yīng)變曲線，分析高強度鋼材的震后變形失穩(wěn)情況。在抗

震設(shè)計中，通常選用大震荷載對結(jié)構(gòu)進行推覆分析。這就使得結(jié)

構(gòu)除了要滿足承載力要求以外，還要滿足結(jié)構(gòu)變形要求。保證

結(jié)構(gòu)在震中受到地震荷載后發(fā)生的變形在要求的范圍內(nèi)，發(fā)生

變形部位的構(gòu)件需要有足夠的塑性變形能力及塑性狀態(tài)發(fā)展能

力，再加之對結(jié)構(gòu)形式的合理調(diào)整，使結(jié)構(gòu)在面對大震荷載時，

能夠有效地消耗地震能量，保持結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定 [6]。