OK，我们终于可以讲讲《钢结构设计标准》（GB50017-2017）（简称《钢结构标准》）的抗震设计，又称“基于抗震性能的钢结构设计”。这是《钢结构设计规范》（GB50017-2003）（简称《钢结构规范》）相比变化最大的部分。
已经有一些文章详细阐述了如何做钢筋标号的抗震性能化设计，包括如何在设计软件中操作，本文不打算重复那些内容，只打算阐明抗震设计的原则和几个重点，帮助大家从概念层面深入理解，不被程序搞晕（换句话说，在阅读本文之前，你应该已经仔细看过钢筋标号了）。
另外要说明的是（虽然这应该是结构工程师的常识），程序是程序，规范是规范，程序只代表程序员对规范的理解，可能对也可能错。相反，如果规范没有完全理解，做设计的时候很容易把程序搞乱。经常有人问我，如果某款软件的计算结果为红色，该如何调整？我一般会回答，如果是程序运行的问题，去找软件客服。如果红绿的东西有标准语言描述，我可以和你讨论（好像开头说了一些废话，抱歉抱歉……）
1.基于抗震性能化设计与传统抗震设计原理上有哪些区别？
在本公众号此前发布的解读文章中提到，对钢材标号的抗震性能化设计描述如下：
“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，均能达到大致相同的防御目标。根据结构预设的延性水平确定相应地震作用的设计方法，本规范称为“基于性能的设计方法”......”
也就是说抗震不一定需要延性，延性高和延性低都可以达到抗震的目的，选择哪个更合理就选哪个。从地震工程理论的角度看，其实就是下图表达的等能量原理，只要不同曲线与横轴围成的面积相同（即地震能量），结构就能抵抗图中不同路径的地震。不同路径对应不同的弹性承载力和延性。
传统的抗震设计理念是怎样的呢？抗震设计理念是结构在设防地震作用下，进入弹塑性状态。因此，基于延性耗能原理，设防烈度高，需要耗能多，延性要求高。因此，抗震规范的抗震结构是根据建筑高度和设防烈度确定的抗震等级来确定的（等级越高，延性要求越高，但并非总是如此）。
因此，钢材标准基于抗震性能化设计实际上是在常规抗震设计方法的基础上，提供了另一种低延性抗震设计方法（考虑一定的延性，大致为中高延性），可以适用于更多的场合。
2.基于抗震性能化设计与传统抗震设计在具体设计流程上有哪些区别？
常规的抗震设计方法是按照小震影响计算+抗震结构要求进行设计。
抗震性能化设计是先进行小震设计，再进行中震设计。中震设计时钢结构设计规范 最新规范，是承载力与延性之间的平衡与选择。其实可能是一个反复循环的过程，即先假设塑性耗能区的承载性能水平（与塑性耗能区的延性水平直接挂钩，防区等级越高，水平越高），得出地震效应，再进行构件承载力抗震校核（钢材标准第17.2.1~17.2.3条）和机理控制校核（第17.2.4~17.2.12条）。如有问题，则进行调整，重新计算。
塑性耗能区的承载性能水平与延性措施相对应，水平的选取需要在设计时采取相应的抗震措施（见第17.3节）。需要注意的是，抗震措施不再是一刀切，而是针对不同的水平采取相应的措施。这是与常规抗震设计方法最大的区别，也体现了其设计的合理性。
抗震性能化设计中有几个重点，比如塑性耗能区和性能系数。塑性耗能区在上一篇文章中已经讲解过了，这里我们来谈谈性能系数。
什么是性能系数？性能系数是构件的一个计算参数，按钢材标准（17.2.2-1）计算。注意要区分塑性耗能区构件和非塑性耗能区构件。
如果你看一下第 17.3.2 条，就会明白性能系数是计算地震作用时，水平地震作用的系数。另外要注意的是，计算时所用的地震作用是设计地震，也就是“中度地震”。也就是说，性能系数其实就是地震作用的折减系数（见前面的强度-延性图）。
还有一个实际性能系数，计算如下，用来检查你设定的性能系数是否合理。需要注意的是公式（17.2.2-2）有一个印刷错误，公式中把水平地震和垂直地震搞反了。实际性能系数的物理意义，以框架为例，是扣除重力荷载代表值和垂直地震作用后，结构的屈服承载力与设计地震（中震）产生的弯矩之比，也就是在中震的某一分数下屈服。1.0表示刚好在中震时屈服。显然实际性能系数不能小于设定的性能系数。
那么，您了解支撑结构实际性能系数的物理意义吗？
3.基于抗震性能的设计与传统抗震设计相比有哪些优势？
相对于传统的抗震设计，抗震性能化设计最大的好处就是设计的灵活性，而不是固定的、强制的抗震措施。我相信在以往的设计中，有很多情况你会觉得设计不合理，因为需要满足各种抗震措施（尤其是结构措施），而这些就会是抗震性能化设计可以发挥作用的地方。也就是说，抗震措施的差异化处理（包括抗震措施的各种免除条件）就是抗震性能化设计的优势。
例如：
钢材标签第17.1.4条第3款：
“3）其他构件承载力标准值应按考虑性能系数的内力综合作用进行验算。当结构构件延性等级为Ⅴ级时，不需要进行结构控制验算；”
该条款的解释如下：
“按本规范进行性能化设计，采用低延性-高承载力设计理念时，可不进行力学控制校核。本规范第17.2.4至17.2.12条为力学控制校核的具体规定。但当性能系数小于1时，支撑体系构件仍应考虑压杆屈曲和卸载的影响。”
好好看看钢结构标准17.2.4~17.2.12就明白了。强柱弱梁？强节点弱构件？柱脚极限承载力？这些都不是问题。
是不是觉得原本要毁掉的设计，似乎有了用抗震性能化设计的机会？恭喜你，你似乎找到了方法。如果这篇文章能对你有一点点用，我觉得还是值得的。关于宽厚比、长细比、节点域、支撑结构等带来的差异我就不多说了，希望大家能在钢铁标准中找到新的发现。如果你有什么疑问或者新的发现，欢迎和我们分享讨论。
4.基于性能的抗震设计与传统抗震设计如何选择？
上一篇文章已经讨论了规范选用的问题，主要是抗震规范体系与钢标准抗震性能化设计的选择，这里就不再多说规范选用的逻辑问题，只说如何选择更加合适合理的设计。
钢材标志条款对基于抗震性能的设计解释如下：
“另外，对于很多结构来说，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，因此可以适当降低结构的抗震强度，从而减少能耗，节省建筑成本。”
因此说白了，只要按照常规抗震设计方法设计的抗震措施（包括结构）不够舒适，就得考虑采用基于抗震性能化的设计。
当然钢结构设计规范 最新规范，从形式上来说，地震影响不是很大，且风荷载或变形控制导致结构承载力较高的场合，才是基于抗震性能化设计的低延性路径的适用场合。
其实经常建设工业厂房，特别是普通钢结构厂房的人应该知道，抗震规范第 9.2 节也采用了类似的思路，放宽了一些结构要求。当然，现在的钢结构标准抗震性能设计更加全面，甚至包括了门式结构的抗震设计（大家可以尝试看看如何让常见的门式结构遵循钢结构标准抗震性能设计路径，而不产生太多额外的抗震要求）。
对于常规基于中、高延性设计而言，基于抗震性能化设计与按照规范进行的抗震设计方法差别并不大，方法选择上的矛盾也并不突出。
另外，对于一些钢结构，有时采用基于钢标准抗震性能的设计更为合理。
