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本文作者：李國強王彥博陳素文孫飛飛作者單位：同濟大學(xué)

研究現(xiàn)狀

高強鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計的三個主要方面:彈性階段設(shè)計、塑性階段設(shè)計與抗震設(shè)計。彈性階段設(shè)計，高強鋼在受壓、純彎和壓彎作用下的承載力通常由構(gòu)件的局部屈曲、整體屈曲或兩者的相關(guān)屈曲控制，現(xiàn)有針對普通鋼構(gòu)件的理論分析方法仍然適用于高強鋼構(gòu)件［31］。然而構(gòu)件的承載力受殘余應(yīng)力、初始幾何缺陷、材料力學(xué)性能等參數(shù)的影響。高強鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與普通鋼有顯著差異，鋼構(gòu)件中殘余應(yīng)力與屈服強度的比值也隨材料強度發(fā)生變化［18］，高強鋼構(gòu)件對初始幾何缺陷的敏感程度較普通強度構(gòu)件低［19］，這些因素將造成現(xiàn)有設(shè)計規(guī)范［20-21］中的某些條文對高強鋼不一定適用，需重新檢驗。塑性階段設(shè)計，現(xiàn)有設(shè)計規(guī)范假定構(gòu)件具有足夠的延性與變形能力，認為構(gòu)件在相對較大變形下仍不發(fā)生破壞，使得內(nèi)力能夠在非靜定結(jié)構(gòu)中重新分布。相比普通強度鋼，高強鋼的屈強比大而斷后伸長率較小，構(gòu)件截面寬厚比限值隨鋼材強度而變化，這些均將影響高強鋼受彎構(gòu)件的變形能力，是塑性階段設(shè)計的重點。抗震設(shè)計中，通常預(yù)期結(jié)構(gòu)將在大震作用下經(jīng)歷較大變形，抗震結(jié)構(gòu)與構(gòu)件必須具備足夠的延性以保持在較大變形下繼續(xù)承載;此外，抗震結(jié)構(gòu)還需要合理的結(jié)構(gòu)布置，以保證在大震作用下形成有效的耗能機制。依據(jù)材料性能的特點，提高鋼材抗拉強度的途徑主要有三種:1)添加鐵與碳以外的化學(xué)元素以獲得高強度、高斷裂韌性、耐腐蝕、耐高溫和耐低溫等特性;2)通過熱處理工藝得到需要的組織結(jié)構(gòu)并達到預(yù)期的力學(xué)性能;3)在結(jié)晶溫度以下(通常為常溫)加工，冷作硬化將顯著提高鋼材的強度和硬度。由不同途徑獲得的高強鋼可分為早期高強鋼、新型高性能鋼和冷軋高強鋼。三種高強鋼的力學(xué)性能存在顯著差異，因此在進行高強鋼的應(yīng)用研究時，需對鋼材的種類加以區(qū)分，如，材料性能的統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為材料性能分項系數(shù)的基礎(chǔ)，對熱軋和冷軋高強鋼進行區(qū)分。本文對高強鋼研究進展的介紹均指熱軋高強鋼，限于篇幅，對冷軋高強鋼研究內(nèi)容不予介紹。

1材料力學(xué)性能

材料力學(xué)性能是高強鋼結(jié)構(gòu)研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)。國內(nèi)外學(xué)者通過對大量試驗結(jié)果的總結(jié)分析［7-8］，發(fā)現(xiàn)隨著高強鋼屈服強度的提高，鋼材的屈服平臺縮短甚至消失，鋼材的屈強比增大并接近1，鋼材的斷后伸長率減小。1969年，美國ASTM制定的A514規(guī)范規(guī)定了名義屈服強度690MPa高強鋼的化學(xué)成分與力學(xué)性能［1］。美國與日本學(xué)者首先在高強鋼基本構(gòu)件的研究中獲得了相關(guān)材性試驗結(jié)果［22-26］，隨后澳大利亞與歐洲學(xué)者在高強鋼相關(guān)研究中積累了更多的材性試驗數(shù)據(jù)［27-29］。早期高強鋼由于可焊性差，斷裂韌性與冷彎性能不足等問題，沒有得到廣泛應(yīng)用。20世紀90年代，美國和日本的橋梁建造業(yè)與鋼鐵制造業(yè)密切合作，研發(fā)出力學(xué)性能與可焊性符合工程需求的新型高性能鋼材。新型高性能鋼材通過減少碳、硫等元素含量改善鋼材的可焊性，同時通過控軋控冷技術(shù)(TMCP)與添加合金元素等手段，提高鋼材的強度、斷裂韌性與冷彎性能，具有良好的疲勞性能［30］。新型高性能鋼材近10年在工程建設(shè)中逐漸得到應(yīng)用，如日本的橋梁采用高性能鋼BHS500W與BHS700W等，美國ASTM的建筑結(jié)構(gòu)用高性能鋼A992與橋梁用高性能鋼A709等。Fukumoto［7］總結(jié)并比較了普通強度鋼、早期高強鋼與新型高性能鋼(TMCP)的力學(xué)性能，分析了低屈強比高強鋼構(gòu)件的承載力與延性性能;Galambos等［31］按鋼牌號分類總結(jié)了已有的高強鋼材料性能;Shi等［11］總結(jié)了國內(nèi)外高強鋼材料性能的試驗結(jié)果。另外，我國學(xué)者對高強鋼材在高溫與低溫下的性能也進行了研究。劉兵［32］通過對高強度結(jié)構(gòu)鋼軸心受壓構(gòu)件抗火性能的研究，認為Q460高強鋼具有良好的高溫下材料性能;王元清等［33］研究了Q460高強鋼在低溫下材料的力學(xué)性能，認為當(dāng)溫度低于－40℃時Q460易脆性破壞。

2基本構(gòu)件承載力與變形能力

1）受壓構(gòu)件

國內(nèi)外學(xué)者研究了高強鋼焊接H形截面、焊接箱形截面和十字形截面受壓構(gòu)件的力學(xué)行為，主要針對軸壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定、整體穩(wěn)定與承載力等進行了試驗與理論研究，主要研究成果見表1。研究結(jié)果表明:殘余應(yīng)力對高強鋼構(gòu)件承載力的影響較小;焊接箱形截面與繞弱軸失穩(wěn)的焊接H形截面高強鋼受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)高于普通鋼構(gòu)件;高強鋼壓桿局部穩(wěn)定的截面寬厚比限值可采用與普通強度鋼相同的規(guī)定;高強鋼屈服后的應(yīng)變強化性能弱于普通強度鋼材，造成高強鋼短柱的正則化強度低于普通鋼短柱。

2）受彎構(gòu)件

1969年以來，美國學(xué)者McDermott［23-24］首先針對早期高強鋼制作的工形截面受彎構(gòu)力學(xué)性能開展了研究，隨后日本學(xué)者Kuwamura［41］、Kato［42-43］等進一步研究了因高強鋼相對普通強度鋼具備高屈強比、無明顯屈服平臺段、延伸率低等特點對受彎構(gòu)件力學(xué)性能的影響。對于早期高強鋼受彎構(gòu)件，文獻［24］認為其具有足夠的變形能力可應(yīng)用于塑性設(shè)計;但文獻［44-46］在試驗研究中發(fā)現(xiàn)，A514高強鋼梁的受拉翼緣在未達到完全塑性彎矩以前發(fā)生脆性斷裂，有些受彎試件雖能達到完全塑性彎矩但轉(zhuǎn)動能力不足，認為早期高強鋼不具備足夠的延性以滿足塑性設(shè)計的要求。另外，由于早期高強鋼化學(xué)成分中碳當(dāng)量較高，對焊接工藝要求較為苛刻，增加了建設(shè)成本，也阻礙了早期高強鋼的推廣應(yīng)用。1994年，美國聯(lián)邦公路局、美國海軍與美國鋼鐵協(xié)會聯(lián)合啟動了高性能鋼的研發(fā)項目［47］，ASTM分別頒布了建筑結(jié)構(gòu)用高性能鋼標準A992與橋梁用高性能鋼標準A709。20世紀90年代末，各國學(xué)者相繼展開對高強鋼與高性能鋼受彎構(gòu)件的試驗研究與數(shù)值分析。以美國、日本為主的研究者對高強鋼受彎構(gòu)件力學(xué)性能進行了大量試驗與理論研究，研究內(nèi)容主要集中在高強鋼工形截面受彎構(gòu)件的承載力、局部穩(wěn)定、整體穩(wěn)定以及高強鋼材料力學(xué)性能對受彎構(gòu)件轉(zhuǎn)動性能的影響，具體見表2。研究結(jié)果表明:1)美國現(xiàn)有規(guī)范AASHTO-LRFD［48］仍可較為準確地預(yù)測高強鋼工形截面受彎構(gòu)件的承載力;2)與普通鋼構(gòu)件相比，相同截面的高強鋼受彎構(gòu)件的轉(zhuǎn)動能力下降明顯(HSLA80相對A36下降70%～83%)，主要影響因素為材料屈強比;3)規(guī)范AASHTO-LRFD［48］與AISC-LRFD［49］要求的翼緣寬厚比限制與腹板寬厚比限制無法保證高強鋼受彎構(gòu)件具有足夠的延性;4)限制鋼材的屈強比或嚴格控制板件寬厚比等保證高強鋼受彎構(gòu)件具有足夠的轉(zhuǎn)動能力;5)高性能鋼梁的疲勞性能相對早期高強鋼也有顯著提升［50］。另外，為了使高性能鋼材的優(yōu)勢能在受彎構(gòu)件中得到充分發(fā)揮，美國與英國學(xué)者研究并提出了混合鋼梁的設(shè)計方法［2］;美國與加拿大學(xué)者［51-52］分析了雙腹板工形截面鋼梁、波紋腹板工形截面鋼梁以及鋼管翼緣工形截面鋼梁等，并給出了相應(yīng)的設(shè)計方法。

3構(gòu)件連接

1）螺栓連接

20世紀90年代末至今，國外學(xué)者開始對高強鋼構(gòu)件的螺栓連接性能進行研究［63-69］，主要分析了螺栓端距、邊距、間距與高強鋼材料力學(xué)性能對螺栓連接受剪承載力與變形能力的影響，檢驗了現(xiàn)有設(shè)計規(guī)范對高強鋼螺栓連接的適用性，給出了設(shè)計建議，見表3。研究結(jié)果表明:1)美國規(guī)范AISC-LRFD-1993可以準確預(yù)測高強鋼螺栓連接的承載力;AISC-LRFD-1999中螺栓連接受剪承載力預(yù)測公式由孔中心距離改為采用孔邊緣距離，其預(yù)測值不如AISC-LRFD-1993準確，較保守;歐洲規(guī)范Eurocode3對于邊距、間距小于限值需折減螺栓連接受剪承載力的規(guī)定偏保守，螺栓間距與邊距的要求對S460鋼可以適當(dāng)放松;歐洲規(guī)范EN1993-1-8中螺栓連接承壓強度設(shè)計公式基于單螺栓連接試驗研究，對于多螺栓連接情況不完全適用。2)鋼材強屈比對螺栓連接的局部變形能力影響較小，強屈比降低至1.05沒有顯著影響此類連接的局部變形能力;高強鋼螺栓連接局部變形能力可以克服因制造誤差造成的各螺栓受力不同步，使得剪力在各螺栓中重新分布;螺栓端距對連接局部變形能力影響較大，連接極限變形值隨端距的減小而降低;局部截面有削弱(約10%)的高強鋼構(gòu)件受拉時變形集中于削弱處，構(gòu)件整體延性差。

2）焊接連接

國外學(xué)者針對高強鋼的焊接性能進行了研究，主要包括焊接連接的延性、韌性與疲勞性能。Huang等［70］對抗拉強度400～800MPa高強鋼的焊接連接進行了試驗研究，發(fā)現(xiàn)高強鋼試件焊接后變形能力顯著下降，認為抗拉強度超過600MPa的高強鋼在地震作用下只能利用其彈性變形部分。Kolstein等［71］對S600、S1100鋼匹配焊接與低匹配焊接連接的變形能力進行了試驗與有限元分析，指出匹配焊接可以提供足夠的變形能力，但低匹配焊接連接時需要特別注意連接強度。Zrilic等［72］研究了低合金高強度鋼材(名義屈服強度700MPa)的焊接性能，發(fā)現(xiàn)熔敷金屬的斷裂韌性弱于熱影響區(qū)和母材。Muntean等［73］實測了S235、S460和S690的材料性能，對72個焊接連接試件(K形坡口、V形坡口與角焊縫)進行了單調(diào)與往復(fù)加載試驗，分析了不同牌號高強鋼與S235低碳鋼焊接連接在單調(diào)與反復(fù)加載下的性能，發(fā)現(xiàn)不同試件均在母材處斷裂，高強鋼與普通鋼混合焊接連接的強度與延性得到保證。歐洲學(xué)者針對名義屈服強度460～690MPa的高強鋼焊接連接進行了疲勞性能試驗［74-76］，認為高強鋼焊接連接具有良好的疲勞性能，甚至優(yōu)于普通強度鋼的焊接連接，其疲勞強度高于歐洲規(guī)范EN1993-1-9的預(yù)期。

3）連接節(jié)點

荷蘭代夫特大學(xué)對高強鋼端板連接節(jié)點的性能進行了系列研究。2007年，GiroCoelho等［77］進行了S355鋼梁、柱與S690高強鋼端板連接的節(jié)點性能試驗研究，試驗結(jié)果表明，高強鋼端板連接滿足現(xiàn)有規(guī)范條款對連接剛度、承載力與轉(zhuǎn)動能力的要求。2009—2010年，GiroCoelho等［78-79］制作了9個S690高強鋼與11個S960超高強鋼工形截面試件，進行兩跨單點加載模擬梁柱節(jié)點受力情況，研究了節(jié)點域腹板的受力特性，結(jié)果表明，隨鋼材強度的提高，其變形能力與延性均降低;為研究梁柱節(jié)點的受力特性，對高強鋼鋼柱腹板在局部荷載下的彈塑性性能進行了參數(shù)分析，通過與歐洲現(xiàn)有規(guī)范預(yù)測值對比，對現(xiàn)有規(guī)范針對高強鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計給出了建議。

4高強鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能

高強鋼在抗震設(shè)防區(qū)的應(yīng)用問題受到地震多發(fā)國家和地區(qū)的廣泛關(guān)注，目前已取得的高強鋼研究成果主要針對彈性設(shè)計與塑性設(shè)計，關(guān)于高強鋼抗震設(shè)計的研究成果相對較少。日本學(xué)者Kuwamura等［80］進行了早期高強鋼壓彎試件的往復(fù)加載試驗，評估了高強鋼試件的滯回性能以及納入抗震結(jié)構(gòu)材料的可行性。Kuwamura等［81］對日本新型低屈強比(小于0.8)高強鋼(屈服強度431MPa)梁、柱焊接節(jié)點的低周疲勞性能進行了試驗研究與地震響應(yīng)分析，認為此類節(jié)點在強震作用下有足夠的安全儲備。美國學(xué)者Ricles等［53］分析了高強鋼受彎構(gòu)件的延性性能、耗能能力與普通鋼材的差別，認為屈強比是影響試件非彈性行為的主要因素，可通過限定屈強比確保試件具有足夠的變形與耗能能力。羅馬尼亞學(xué)者Dubina等［82］針對偏心支撐框架提出了雙重鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，即在耗能梁段采用可更換的低屈服點連桿，而在非耗能部位采用彈性設(shè)計的高強鋼構(gòu)件，并建立多層框架模型進行了分析驗證。我國學(xué)者王飛等［83］研究了屈強比對鋼框架抗震性能的影響，認為鋼材屈強比越大其構(gòu)件的塑性轉(zhuǎn)動能力和抗震性能越弱;鄧椿森等［84］采用有限元法分析了鋼材強度對箱形截面壓彎構(gòu)件滯回性能的影響，發(fā)現(xiàn)高強鋼提高了壓彎構(gòu)件的屈服承載力和屈服變形能力，同時加速了剛度退化并降低了試件的延性;崔嵬［85］通過Q460C鋼的材料與H形、箱形柱的低周反復(fù)加載試驗和有限元分析，提出了Q460C高強鋼材料與H形、箱形柱受壓構(gòu)件的滯回模型。

高強鋼結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)防區(qū)的應(yīng)用

1抗震設(shè)防區(qū)對結(jié)構(gòu)用鋼的要求

Fukumoto［7］通過對比不同牌號鋼材的力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)隨著鋼材屈服強度的提高，鋼材的屈強比增大，鋼材的極限應(yīng)變減小，如圖3所示。為確?？拐鹪O(shè)防區(qū)鋼結(jié)構(gòu)及構(gòu)件具足夠的塑性變形能力與耗能能力，GB50011—2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》［86］對結(jié)構(gòu)用鋼的材料力學(xué)性能要求較GB50017—2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》［20］更為嚴格，主要體現(xiàn)在屈強比、斷后伸長率等指標，見表4。屈服強度越高的鋼材越難滿足抗震設(shè)防區(qū)的設(shè)計要求，因此高強鋼在抗震設(shè)防區(qū)的應(yīng)用受到了限制。隨著鋼材生產(chǎn)工藝的提高，以熱機械控制軋制(TMCP)工藝為交貨狀態(tài)保證了鋼材的高性能。TMCP工藝交貨狀態(tài)不僅比正火軋制交貨狀態(tài)提高了鋼材的強度，而且碳當(dāng)量低，具有良好的可焊性。因此，高強鋼的屈強比體現(xiàn)了鋼材的強度儲備，并影響構(gòu)件的變形能力，如圖4所示。圖4a中為有開孔(或削弱)的構(gòu)件，fy為屈服強度，fp近似為抗拉強度，Ny=Afy，Np=Anfp，A為構(gòu)件截面面積，An為開孔處凈截面面積。當(dāng)鋼材屈強比較大，Ny＞Np時，構(gòu)件的非削弱部分不會產(chǎn)生塑性變形，構(gòu)件的整體變形能力降低。圖4b為受彎構(gòu)件的受力簡圖，My為屈服彎矩，Mp1、Mp2為塑性彎矩。隨著鋼材屈強比的增大，Mp1將更接近Mp2，梁端塑性分布的擴展將受到限制，梁的轉(zhuǎn)動變形能力降低。斷后伸長率體現(xiàn)了材料的延性性能，是影響構(gòu)件與結(jié)構(gòu)延性的重要因素。結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的延性對于其抗震性能起著至關(guān)重要的作用。隨著鋼材強度的提高，屈強比增大，斷后伸長率減小，造成高強鋼材料性能不能滿足GB50011—2010的要求。為便于比較，將我國結(jié)構(gòu)用鋼三部規(guī)范中對鋼材拉伸力學(xué)性能的規(guī)定概括列于表5，分別為GB/T700—2006《碳素結(jié)構(gòu)鋼》［87］、GB/T19879—2005《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》［88］與GB/T1591—2008《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》［89］。對比表4要求與表5力學(xué)性能指標可以看出，名義屈服強度大于420MPa的鋼材均不能用于抗震結(jié)構(gòu)中，且由于GB50017—2003中只增補了Q420鋼，Q460及更高牌號鋼材的應(yīng)用也因沒有充分的設(shè)計依據(jù)而受到限制。

2高強鋼在地震設(shè)防區(qū)應(yīng)用的兩種思路

GB50011—2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》采用的是“三水準設(shè)防，兩階段設(shè)計”，即第一階段設(shè)計為多遇地震作用下對結(jié)構(gòu)的承載力、彈性變形進行驗算，以保證“小震不壞”;第二階段設(shè)計為罕遇地震作用下對結(jié)構(gòu)薄弱部位彈塑性變形進行驗算，以保證“大震不倒”，并通過合理的構(gòu)造措施保證“中震可修”。在抗震設(shè)計過程中除了保證結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度與承載力滿足小震作用下的彈性驗算，還要使結(jié)構(gòu)具備足夠的延性滿足大震作用下的變形與耗能要求。影響結(jié)構(gòu)延性的主要因素有材料的延性、構(gòu)件的延性以及合理的結(jié)構(gòu)布置。為了解決高強鋼在抗震設(shè)防區(qū)應(yīng)用所面臨的問題，本文根據(jù)抗震設(shè)計原理提出了兩種解決思路:一種是通過提高延性較差的高強鋼結(jié)構(gòu)的地震作用，從而降低地震作用下對結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的延性需求;另一種是通過設(shè)置專門的屈服控制和耗能裝置，使屈服控制和耗能裝置在大震作用下首先屈服并產(chǎn)生塑性變形耗散地震能量，以避免高強鋼構(gòu)件在大震作用下進入塑性狀態(tài)，從而減免高強鋼構(gòu)件在地震作用下的延性需求。

1）提高延性較差的高強鋼結(jié)構(gòu)的地震作用

如圖5所示，對于具有較好延性的結(jié)構(gòu)，可通過塑性變形耗能以耗散地震作用能量，保證結(jié)構(gòu)不發(fā)生嚴重破壞和倒塌。因此，延性好的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的承載力可設(shè)計得低些，或設(shè)計地震作用需求低些。相反，對于延性較差的結(jié)構(gòu)，則結(jié)構(gòu)的承載力應(yīng)設(shè)計得高些，或設(shè)計地震作用需求高些，這樣，在設(shè)計地震作用下，結(jié)構(gòu)的延性需求可適當(dāng)降低。

2）限制高強鋼構(gòu)件達到屈服

基于能力設(shè)計概念，合理控制高強鋼結(jié)構(gòu)塑性鉸出現(xiàn)的順序和位置，通過延性構(gòu)件屈服后的耗能來保證非延性構(gòu)件在大震作用下始終處于彈性階段，從而保證整個結(jié)構(gòu)體系在大震作用下的安全。震害實例、試驗研究與理論分析結(jié)果表明［90］，變形能力不足和耗能能力不足是結(jié)構(gòu)在大震作用下倒塌的主要原因。若要確保高強鋼結(jié)構(gòu)在大震作用下不發(fā)生倒塌，要求結(jié)構(gòu)具有足夠的變形能力并能形成有效的耗能機制。半剛接節(jié)點具有良好的變形能力，并具備一定的耗能能力［90］，因此可采用半剛性框架結(jié)構(gòu)來保證良好的變形能力，如圖6所示。為保證高強鋼結(jié)構(gòu)具有足夠的能力抵抗地震作用和風(fēng)荷載，以及在大震作用下具有足夠的耗能能力，可設(shè)置專門的抗側(cè)力耗能構(gòu)件。根據(jù)不同的抗側(cè)力體系選擇低屈服點防屈曲支撐或低屈服點防屈曲鋼板墻等。耗能構(gòu)件作為結(jié)構(gòu)的“保險絲”，在大震作用下首先屈服，通過塑性變形耗散地震能量，從而使體系的高強鋼構(gòu)件在大震作用下處于彈性狀態(tài)，如圖6所示。為此，耗能構(gòu)件需進行單獨的設(shè)計以確保其延性和耗能能力。通過選擇合理的結(jié)構(gòu)體系及設(shè)置專門耗能構(gòu)件，結(jié)合半剛接節(jié)點的良好變形能力與耗能構(gòu)件的性能，保持高強鋼構(gòu)件處于彈性狀態(tài)，滿足結(jié)構(gòu)抗震性能要求(變形及耗能能力)，彌補高強鋼延性性能的不足。

3提高高強鋼構(gòu)件設(shè)計的目標可靠指標

考慮到高強鋼構(gòu)件的延性性能較差，基于建筑結(jié)構(gòu)的可靠度，根據(jù)高強結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能對高強鋼構(gòu)件的破壞類型進行分類，對非延性破壞的構(gòu)件提出更高的設(shè)計目標可靠指標要求。GB50068—2001《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》［91］將結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)下的可靠指標分為脆性破壞與延性破壞兩類，并給出了最小限值。本文根據(jù)鋼材的拉伸試驗性能指標將高強鋼構(gòu)件劃分為延性構(gòu)件、半延性構(gòu)件與脆性構(gòu)件，分類標準見表6。在GB50068—2001的可靠指標中增加半延性破壞類型，并將脆性破壞的可靠指標提高0.5，具體見表7。在確定高強鋼構(gòu)件的荷載分項系數(shù)γF(可變荷載分項系數(shù)γQ)時，應(yīng)根據(jù)鋼材的力學(xué)性能將高強鋼構(gòu)件按表6確定破壞類型，然后選取表7中規(guī)定的可靠指標進行計算。由于提高了非延性破壞構(gòu)件的荷載分項系數(shù)，結(jié)構(gòu)在承載能力極限狀態(tài)下的地震作用效應(yīng)被放大，要求結(jié)構(gòu)具有更高的承載力與抗側(cè)能力，以保證結(jié)構(gòu)安全。提高脆性破壞構(gòu)件的可靠度指標的目的是保證構(gòu)件的安全，即通過更加嚴格的限制結(jié)構(gòu)構(gòu)件失效概率來防止脆性破壞。