高強鋼結構的一般設計方法

和普通強度的鋼材相比，高強度鋼材有著更為復雜的設計

內容。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，會導致構件屈強比的

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《建筑抗震規范》中的要求設計值。因此，在我國

的抗震設防地區，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用。具體設計原則如下 ：

第一、彈性設計階段。該階段主要考慮高強度鋼材在承受彈

性力時所發生的荷載位移變化。通常根據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。再根據其極限

承載力進行結構承載力驗算。

第二、塑性設計階段。該階段只要是分析高強度鋼材發生塑

性變形時的結構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生破壞屈曲的形式，得出高強度鋼材

失穩的極限荷載，進而選用多種組合結構形式，以期通過塑性發

展較好的構件與高強鋼構件相結合，使各部分材料分別發揮自

身特點，以達到結構在彈性及塑性狀態下均保持較好的強度、剛

度、穩定性。

第三、抗震設計階段。通過分析高強度鋼材在地震荷載作用

下的應力應變曲線，分析高強度鋼材的震后變形失穩情況。在抗

震設計中，通常選用大震荷載對結構進行推覆分析。這就使得結

構除了要滿足承載力要求以外，還要滿足結構變形要求。保證

結構在震中受到地震荷載后發生的變形在要求的范圍內，發生

變形部位的構件需要有足夠的塑性變形能力及塑性狀態發展能

力，再加之對結構形式的合理調整，使結構在面對大震荷載時，

能夠有效地消耗地震能量，保持結構的安全穩定 [6]。