《钢结构设计标准》（GB50017-2017）（简称《钢标准》）颁布后，与现行的《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》（GB51022-2015）（简称《门式规范》）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（简称《抗震规范》）等规范存在交叉和重叠之处。在进行钢结构设计时，如何选取适用的规范和相关条文，成为结构工程师经常遇到的问题。
因此，在讨论《钢铁标准》的具体条文之前，有必要先讲一下各个规范的定位和相互之间的逻辑关系，以及各个规范的适用性。
1、什么是“门规”？有“钢标”有什么用？
众所周知，《门规》（GB 51022-2015）是针对门式刚架轻型钢结构制定的专门规范，其前身是《门式刚架轻型钢结构技术规范》CECS102-2002，并在条款说明中明确指出“参考和吸收了国外许多先进标准和手册对轻型房屋结构设计、生产和安装的规定，主要参考的国外手册有美国金属房屋制造商协会MBMA的《低层房屋系统手册》等……”（下图为2006版的MBMA手册，有兴趣的可以去查一下）。
MBMA手册的主要内容有：荷载（重点是风荷载和起重机荷载）、适用性（一些与正常使用相关的设计要求和考虑）、一般工业惯例（订货和合同文件中对设计、制造、贸易和安装的指导）、规范指导、美国钢结构协会金属房屋的认证程序、建筑节能、耐火性、风、雪、地震和降雨数据。换句话说，MBMA手册更像是一份指导行业产品销售的文件，而不是一份规范。关于设计和施工的内容非常通用，关于风荷载的内容也直接来自美国ASCE7规范（相当于《建筑设计荷载规范》）。
而我们的《门规》则是门式刚架轻钢结构的完整技术规范，包括结构设计（结构布置、荷载取值及组合、结构及构件计算、节点、围护设计等）、防护、生产、运输、安装、验收等。这些内容都是原有规范所没有的。也就是说，按照原有规范，门式刚架根本就不能设计，或者即使设计出来了，也已经不是从国外引进的门式刚架了。
所以，对比之后就非常清楚了——什么是《门规》？《门规》是专门为了门式刚架引入国内应用而编撰的规范，是在国内原有规范没有涵盖或支持这种结构形式的情况下，从缝隙中诞生的小儿子。
《门规》与《钢结构标准》（原《钢结构设计规范》GB50017，简称《钢规》）并列在国家标准体系中，从某种意义上说，这是标准体系的混乱。按照逻辑关系，《门规》中有关钢结构静力计算的内容应该体现在《钢结构标准》（或《钢规》）中，荷载规程则应在《建筑结构荷载规范》中，抗震设计的内容则应在《抗震规范》中表述。如果需要专门针对门式刚架的详细指导性文件，可以将其作为协会规程或手册来处理。针对一种结构形式编撰国家标准，只会让标准体系越来越庞大、越来越繁琐。如果说以前的《钢规》没有涵盖门式刚架钢结构的话，现在的《钢标准》其实基本涵盖了。
笔者在这个公众号里写过一些关于门式刚架轻钢结构的文章，例如，其实都是试图阐述它们之间的内在联系。
2. 抗震规范规定了抗震设计，而钢结构标准也规定了抗震设计？这到底是怎么回事？
从规范的定位来看，《抗震规范》是母规范，普通结构抗震设计一般按照《抗震规范》或《建筑结构抗震设计规范》（GB50191-2012）（简称《抗震规范》，用于工业等结构）进行。
关于钢结构的抗震设计，其他涉及抗震的相关规范还有《高层民用建筑钢结构技术规范》（JGJ99-2015）（简称《高层钢结构规范》）。但其抗震规定与《抗震规范》第8章“多层钢结构”的内容基本一致，只是对高层建筑提出了略高的要求，比较容易理解，没有强烈的抵触感。
但《钢结构标准》第17章“基于性能的抗震设计”似乎与现行《抗震设计规范》规定的抗震设计有很大区别，乍一看容易让人混淆（当然《抗震设计规范》中也包含了基于性能的设计原则，这是比较笼统的）。
我们先来看一下《钢铁标准》的解释：
“……不同结构体系、截面特征的钢结构，结构延性差异较大。为贯彻国家提出的“鼓励使用钢材、合理使用钢材”的经济政策，根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011、《结构抗震设计规范》GB50191规定的抗震设计原则，针对钢结构的特点，增加了钢结构构件、节点抗震性能化设计内容……”——首先，《钢结构标准》的抗震设计方法名为“抗震性能化设计”，并明确提出是在《抗震规范》和《结构抗震规范》的抗震设计原则下制定的。那么，《钢结构标准》第17章的抗震设计方法，可以看作是抗震性能化设计思想在钢结构中的应用和细化。 如果仔细查阅《抗震规范》的话，就会发现在《抗震规范》第9.2节钢结构厂房部分其实已经出现过类似的说法和做法，而且思路也是一脉相承。
“…结构的真正防御目标是防御地震，但由于结构具有一定的延性，所以不必采用适度的地震弹性设计。在满足一定强度要求的前提下，让结构的一些构件在防御地震最强期到来之前屈服，降低刚度，增加结构的周期，避开地震波最大烈度期的特征周期，使结构具有一定的抗震能力。这种利用某些构件的塑性变形来减少地震输入的抗震设计方法，可以降低假想弹性结构的抗震承载能力要求。基于此观点，结构的抗震设计允许结构在地震时发生一定程度的塑性变形，但塑性变形必须控制在对结构整体危害较小的部位。 比如在梁端形成塑性铰是可以接受的……”——这个描述大家应该都不陌生。抗震设计理论一直说延性与抗震性能息息相关，要抗震就得讲延性。下图1就是对钢结构弯曲截面延性性能的生动表达——截面等级决定了截面的弯曲延性性能，从而决定了弯曲结构塑性铰的延性和耗能能力。《抗震规范》和《结构抗震规范》中为了达到这些延性目标，都采取了抗震结构措施新版钢结构设计规范，而且是强制性的（《抗震规范》第9.2节除外）——这意味着《抗震规范》和《结构抗震规范》认为必须利用延性来抵抗结构地震，在设计时就必须做好结构准备。
“另外，对于很多结构而言，地震作用并不是结构设计的主要控制因素，其构件的实际抗震承载力很高，因此可以适当降低抗震结构，从而减少能耗，节省建筑成本。”——这就是《钢结构标准》的抗震设计与《抗震规范》常规方法区别的关键。做过钢结构设计的人都知道，如果你按照《抗震规范》设计一个抗震设防烈度不高的小型钢结构（比如小框架，小车棚）新版钢结构设计规范，单是抗震构造措施就会让你的设计看上去很豪华了！（有没有业主有答不出来的问题？有没有业主鄙视你回答“这是标准要求”？）
“在同样的能量输入条件下，结构延性越好，弹性承载力要求越低。反之，结构延性越差，弹性承载力要求越高。本规范引用了“高延性-低承载力”和“低延性-高承载力”两种抗震设计思路，二者都能达到大致相同的设防目标。根据结构预设的延性水平确定相应地震作用的设计方法，本规范称之为“基于性能的设计方法”……”——这段话清楚、完整地解释了上面几段话的含义。即抗震并不一定需要延性。高延性和低延性都可以达到抗震设防目标。结构可以按照预设的延性水平进行抗震设计，也可以选择做任何合理的事。 从地震工程理论的角度看，这就是等能量原理（见图2的例子，不同的曲线和横轴围成的面积是相同的（用能量来表示），不同的路径可以达到相同的抗震目标，但对应不同的弹性承载力和延性）。所以，一个小型车棚的抗震设计，没必要大刀阔斧地设计那么多的抗震结构措施，完全可以在设计计算中降低抗震结构要求，增加地震作用（如果地震作用本来就不大，为什么不增加呢？）。顺便说一句，它其实是把门式刚架结构从不能按照《抗震规范》的方法进行抗震设计的尴尬中解放了出来。谈抗震，就不得不谈延性和能耗。 事实上，我们习惯于走一条路而忘记其他路，甚至走进死胡同而不醒——这是抗震研究、规范和设计上的一个很大的误区。
图2 强度（弹性承载力）与延展性的关系
那么，如果我们从另一个侧面来看，就会非常清楚——《抗震规范》的抗震设计前提是延性耗能原理，认为结构在设防地震作用下必须进入弹塑性阶段，设防烈度越高，延性要求越高，建筑高度越高，同样如此。因此，根据建筑高度和设防烈度确定的抗震等级，确定抗震结构要求。从常规建筑的角度看，这似乎勉强说得过去（当然，相对而言也不完全合理）。然而，这毕竟只是硬币的一面，《钢结构标准》的抗震性能化设计则同时给出了硬币的两面。 除了“高延性”的耗能抗震设计方式外，还有“低延性”甚至接近弹性的抗震设计方式，给予设计者充分的自主选择。
3、钢结构设计时如何选择规格？
说了这么多，既然目前规范的现状如此，那么我们在钢结构设计时该如何选择并实施呢？
首先，结构工程师其实都很清楚，如果钢结构满足《规范》的适用条件，那么就可以完全按照《规范》进行设计，包括荷载、构件计算、节点、结构、抗震等。而且最重要的是，大家都熟知《规范》，设计出来的结果也是经济、大众化的。
其次，若钢结构不满足《门规》的适用条件，则根据《钢标准》规定，“抗震钢结构构件、节点可按照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011或《结构抗震设计规范》GB50191进行设计，或按本规范第17章的规定进行性能化设计”。因此，可按下列方式之一进行设计：
方法一：按《钢结构标准》进行静力设计，按《抗震规范》或《结构抗震规范》进行抗震设计；
方法二：按《钢结构标准》进行静力设计，按《钢结构标准》第17章进行抗震设计（特别是对于一些地震影响不大的结构，可以按“低延性”概念进行设计）。
顺便说一句，只要选择“低延性”抗震设计理念，满足或超过《门式刚架》适用条件的门式刚架实际上可以按照上述方法2进行设计。从这个意义上讲，《钢结构规范》和《抗震规范》没有涵盖门式刚架，但《钢结构标准》在逻辑上涵盖了各种类型的钢结构。
