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美国结构设计规范简介

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美国统一建筑规范 第二卷 结构设计要求(第16章)

美国统一建筑规范 第二卷 结构设计要求(第16章)

第二卷结构工程设计规定第16章结构设计要求注释：本章已经被全部修改。

第I部分一般设计要求1601 适用范围本章规定的一般设计要求适用于本所规范规定的全部结构。

1602 术语下面术语在本规范中的定义：容许应力设计（也称为工作应力设计），是一种根据不超过规定容许应力的容许应力组合在构件中产生的计算应力，来确定结构构件尺寸的设计方法。

室外阳台，是指从结构及其结构支撑突出出来的没有附加独立支撑的外部楼面体系。

恒荷载，是由全部材料和固定到建筑物或其他结构的设备的重量构成的。

露天阳台，是一种由邻接结构和/或标杆、支柱或其他独立结构至少支撑在相对两边的外露楼盖。

设计极限荷载，是一种按1606~1611中规定荷载和荷载调整的乘积。

见1612.2 关于设计极限荷载组合。

极限状态，是结构或构件被判定处于一种预定功能不再有用（适用性极限状态）或不安全（强度极限状态）的情形。

（极限荷载：结构的变形随荷载的增加而增大。

当荷载达到某一临界值时，不再增加荷载变形也会继续增大，这时结构丧失了进一步的承载能力，这种状态称为结构的极限状态，此时的荷载是结构所能承受的荷载极限，称为极限荷载。

）活荷载，是由于使用或占用建筑物或其他机构产生的那些荷载，不包括恒荷载、结构荷载或环境荷载如：风荷载、雪荷载、雨荷载、地震荷载或洪水荷载等。

活荷载荷载抗力调整设计（LRFD），是一种在构件受到全部容许荷载组合达到不适用极限状态而采用荷载及抗力调整确定结构构件尺寸的设计方法。

该术语―LRFD‖在钢结构和木结构设计中使用。

（它是根据各种可能的极限状态计算出构件的标准强度，用该标准强度乘以抗力调整确定设计构件的承载力，并将构件的承载力与构件的结构分析内力值进行比较。

它还引进了可靠度概念，采用本方法设计的各种构件将具有较为一致、平均和协调的安全性和可靠度。

）强度设计，是一种由不超过要素构件强度的要素荷载组合计算在构件中产生力，来确定确结构构件尺寸的设计方法。

美国建筑结构设计规范发展概况_下_

美国建筑结构设计规范发展概况_下_

第2期建　筑　科　学BUILDING SCIENCE 1997年　美国建筑结构设计规范发展概况(下)黄成若　胡德(中国建筑科学研究院建筑结构研究所)2.5　预应力混凝土2.5.1　张拉控制应力美国规范规定预应力的张拉控制应力为0.80f pu (f pu 相当于我国的f ptk ),明显高于我国规范的规定。

提高张拉控制应力就可提高预应力混凝土结构的经济性和有效性。

2.5.2　裂缝控制美国采用的预应力筋都是高强的,如高强钢丝、钢绞线等,不用我国低强的冷拉钢筋、冷拔低碳钢丝等,因而裂缝控制方法比较单一,即控制混凝土受拉区边缘纤维的拉应力。

在正常环境下,在使用荷载下(全部预应力损失后),混凝土受拉区边缘纤维的拉应力不应超过fc /2;当瞬时挠度和长期挠度都经过严格计算并符合规定条件下,则上述应力(双向板体系除外)可放松至f c 。

对于双向板体系,当用近似方法分析时,上述拉应力不应超过f c /2;当用精确方法分析时,则可放松。

简单地说,美国有两档控制:一是fc/2;一是fc 。

以fc =40N/m m 2为例,fc =40相当于我国C 50,f tk =2.75。

换算成我国拉应力限制系数ct 分别为40/2= ct ×1.75×2.75,则 ct =0.6540= ct ×1.75×2.75,则 ct =1.3我国高强钢丝、钢绞线预应力混凝土的裂缝控制,对一般构件为 ct =0.5,对屋架为 ct =0.3,明显的比美国严。

考虑到国际上推广部分预应力的趋势,特别是近十年来国际上在耐久性方面的研究取得的进展,我国的裂缝控制确有放松的必要。

这是因为,由于裂缝控制过严而导致预应力筋用量增加是不合适的。

至于在侵蚀环境(如海水、腐蚀性工业空气等)下,当然需要增加混凝土保护层厚度并减少拉应力,以排除在使用荷载下可能的开裂。

另一方面,美国这两档控制相互之间差一倍,实质上是取决于是否设置足够的有粘结钢筋以控制裂缝(这种有粘结钢筋可以是预应力的,也可以是非预应力的)。

美国建筑规范体系介绍要点

美国建筑规范体系介绍要点
ational Building Code
Specification for Structural Steel Buildings
Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-08)and Commentary Minimum Design Loads for Buildings and other Structures Guide for the Analysis and Design of Reinforced and Prestressed Concrete Guideway Structures Building Code Requirements and Specification for Masonry Structure NFPA 203 Guide on Roof Coverings and Roof Deck Construction ASTM A 90 Test Methods for Weight (mass) of Coating in Ion and Steel articles with Zinc or Zinc-Alloy Coatings ASTM A123 Specifications for Zinc (Hot dip galvanized) coatings on iron and steel products ASTM A 143 Safeguarding against embrittlement of hot-dip galvanised structural steel products and Procedure for Detecting embrittlement
International Residential Code

美国统一建筑规范第二卷结构设计要求(18章)

美国统一建筑规范第二卷结构设计要求(18章)

第二卷结构工程设计规定。

第16章结构设计要求。

注释：本章已经被全部修改。

第17章结构测试和检查。

第18章基础和挡土墙。

第I部分一般要求。

1801适用范围。

1801.1 一般要求。

1801.1 一般要求。

本章提出建筑结构和基础及挡土结构挖掘和填土要求。

涉及附录第33章控制管理挖掘、缓坡和土方建筑，包括填土和筑堤。

1801.2质量标准。

标准列在本规范的第35章，第二部分“美国统一规范（UBC ）标准”中。

1、检验。

1.1、UBC 标准18-1，土分类。

1.2、UBC标准18-2，膨胀指数测试。

1802质量和设计。

在挖掘、基础和基础结构中使用材料的质量和设计要符合第16、19、21、22和23章要求。

挖掘和填土按照第33章进行。

本章提供的容许支撑应力、容许应力和设计公式将使用第1612.3部分规定的容许应力设计荷载组合。

1803 土分类一膨胀土。

1803.1 一般要求。

1803.1 一般要求。

本章的目的是根据UBC标准18-1要求在表28-I-A中使用的土原料进行定义和分类。

1803.2 膨胀土。

按照UBC标准18-2的规程和表18-I-B中的土分类定值土性质。

在膨胀系数大于20的土上的建筑基础，要靠UBC标准18-2规定进行特殊设计。

如果膨胀系数随着深度变化，这种变化要包括在结构上膨胀土效应的工程分析中。

1804地基勘察。

1804.1 一般要求。

每个建筑工地的土分类按照建筑主管部门的要求定值。

建筑主管部门可以要求工程师和建筑师按照国家相同的惯例定值。

1804.2勘察。

以观察资料和在适当位置钻探或挖掘的检验材料为基础进行分类。

另外需要对地基强度、水分变化对地基支撑能力的影响、可压缩性、液化和膨胀性进行评估研究。

在地震区3和4,根据建筑主管部门要求对地震导致地基液化和地基不稳定性的评估要符合1804.5部分要求。

例外：1、建筑主管部门收到有资质的地质工程师或地质学者书写的不可能液化的评估时，可以放弃评估要求。

美国结构设计规范简介

美国结构设计规范简介

抗震钢结构 AISC 341
荷载规范ASCE 7简介
ASCE :American Society of Civil Engineers (美国土木工 程师学会）
ASCE 7-05 Minimum Design Loads for Building and Other Structures包括:
钢结构设计规范AISC 360
AISC American Institute of Steel Construction（美国钢 结构学会）
➢ AISC 360-05 是一本LRFD和ASD合一的规范，但本质 上是一本LRFD钢结构设计规范（13th Manual)；
➢ ASD规范是AISC于1989年出版，也是最后一本ASD钢 结构设计规范 (ASD 9th Manual)
➢ 荷载组合方式: 极限荷载组合和允许应力荷载组合 ➢ 恒荷载、楼面活荷载、洪水、风、冰、雪、雨荷载 ➢ 地震荷载（场地分类、地震谱、地震荷载计算、地
震荷载组合、抗震体系的选择，地震作用的静力、 动力分析等等）
荷载规范ASCE 7简介（接上）
荷载组合方式
Strength design：
Allowable stress design：
稳定设计方法对比
2. 整体稳定设计要求（继续）
限制条件： 二阶/一阶位移比Δ2nd / Δ1st ：The ratio of second-order drift
to first-order drift can be represented by B2。
GB50017里同样有：
直接分析法：无限制； 有效长度法：B2≤1.5； 一阶分析法： B2≤1.5；且轴压比≤0.5 注意：B2的上限为2.5

美国钢结构建筑设计规范(ANSI-AISC-360-05)

美国钢结构建筑设计规范(ANSI-AISC-360-05)

关于钢结构建筑设计规范的条文说明（本条文说明不是《钢结构建筑设计规范》（ANSI/AISC 360-05）的一部分，而只是为该规范使用人员提供相关信息。

）序言本设计规范旨在提供完善的标准设计之用。

本条文说明是为该规范使用人员提供规范条文的编制背景、文献出处等信息帮助，以进一步加深使用人员对规范条文的基础来源、公式推导和使用限制的了解。

本设计规范和条文说明旨在供具有杰出工程能力的专业设计员使用。

术语表本条文说明使用的下列术语不包含在设计规范的词汇表中。

在本条文说明文本中首次出现的术语使用了斜体。

准线图。

用于决定某些柱体计算长度系数K的列线图解。

双轴弯曲。

某一构件在两垂直轴同时弯曲。

脆性断裂。

在没有或是只有轻微柔性变形的情况下突然断裂。

柱体弧线。

表达砥柱强度和直径长度比之间关系的弧线。

临界负荷。

根据理论稳定性分析，一根笔直的构件在压力下可能弯曲，也可能保持笔直状态时的负荷；或者一根梁在压力下可能弯曲，平截面发生扭曲或者其平截面状态时的负荷。

循环负荷。

重复地使用可以让结构体变得脆弱的额外负荷。

位移残损索引。

用于测量由内部位移引起的潜性损坏的参变量。

有效惯性矩。

构件横截面的惯性矩在该横截面发生部分逆性化的情况下（通常是在内应力和外加应力共同作用下），仍然保持其弹性。

同理，基于局部歪曲构件的有效宽度的惯性矩。

同理，用于设计部分组合构件的惯性矩。

有效劲度。

通过构件横截面有效惯性矩计算而得的构件劲度。

疲劳界限。

不计载荷循环次数，不发生疲劳断裂的压力范围。

一阶逆性分析。

基于刚逆性行为假设的结构分析，而未变形结构体的平衡条件便是基于此分析而归纳出来的——换言之，平衡是在结构体和压力等于或是低于屈服应力条件下实现的。

柔性连接。

连接中，允许构件末端简支梁的一部分发生旋转，而非全部。

挠曲。

受压构件同时发生弯曲和扭转而没有横截面变形的弯曲状态。

非弹性作用。

移除促生作用力后，材料变形仍然不消退的现象。

非弹性强度。

当材料充分达到屈服应力时，结构体或是构件所具有的强度。

美国钢结构学会钢结构规范全文AISC-LRFD中文译稿

美国钢结构学会钢结构规范全文AISC-LRFD中文译稿

受压穹作用的腹板
/[//“
^233~
253
所有其它的均布受压的加劲构件， 即沿两边支承 受 7玉 圆 形 中 空 戴 面 受弯圆形十空截面
6/1
队，
0 /1
无
无的 2’070乂
3】 对 组 合 梁 . 使 用 翼 缘 的 屈 服 点 /^ 而 不 是 厂 ；
… 假定在板最宽的孔洞处的净截面面枳；
假定非弹性转动为戈对于高地震区的结构也许要求更大的转动能力:
〈2 -3 -0
式中：
当拉力仅通过横向焊缝传递
和直接连接构件的面枳^ 丨02 ^ 1 .0
山当拉力通过沿板端部的两边纵向焊缝传递
到一块板上。 I^ … 1^.2^
八二板的面积， 67=1.00
2 ^ ^ 1^1.5^
^ 0 .8 7
对 1.5玫〉7 2 … 17=0.75 式中， I 一 焊缝长度，丨0
属于八1 5 0 建筑钢结构抗震规程中定义的பைடு நூலகம்风 险地震性能类的建筑物的抗震设计，应与该规程相 — 致。^ 1 5 0 钢结构建筑抗震规定中没有覆盖的抗 震设计应与本规范相一致。
1 . 4 . 1 荷载、荷载分项系数及荷载组合
常用的荷载及荷载组合有： 0 ：结构构件和结构上的永久部件的重量引起
的恒荷载 乙:使用及移动设备引起的活荷载
宽厚比
办/,
允许宽厚比 又“ 紧 凑 ）
6 5 / ^ 7 10
工字型组合或焊接梁的翼缘
设 力口 组 装 的 受 压 构 件 的 外 伸 翼 缘 劲 连续接触的成对角钢的外伸肢 肋 受轴压的工字型构件及槽钢的翼缘 的 梁或受压构件的外伸角钢和板 构 单角钢支柱的肢； 件 带有膈板的双角钢支柱的肢；

美规 钢结构设计手册

美规 钢结构设计手册

美规钢结构设计手册
美国规范中的钢结构设计手册是指《美国钢结构设计手册》（AISC Manual）和《美国建筑规范》（IBC）等文件。

钢结构设计
手册是针对在建筑和工程领域中使用钢结构的设计师、工程师和建
筑师编写的一本权威指南。

这些手册包含了关于钢结构设计的详细
规范、标准和建议，旨在确保建筑物的结构安全、稳定和符合相关
法规。

在美国，钢结构设计手册通常由美国钢结构协会（AISC）发布。

这些手册涵盖了钢结构设计的各个方面，包括材料性能、构件设计、连接设计、焊接和螺栓连接、防火设计等内容。

此外，手册还包括
了钢结构设计的相关规范和标准，例如ASCE、AWS、ASTM等。

钢结构设计手册中的内容通常是根据工程实践和相关研究成果
编写的，因此具有较高的权威性和实用性。

设计师和工程师在进行
钢结构设计时，可以根据这些手册提供的指导和规范进行设计计算
和结构分析，以确保所设计的钢结构满足安全和性能要求。

除了AISC手册之外，美国建筑规范（IBC）也包含了关于钢结
构设计的规定和要求。

这些规定通常涉及到建筑物的结构等级、荷
载标准、设计方法等方面的内容，设计师需要结合这些规定来进行
钢结构设计，以确保建筑物的结构安全可靠。

总之，美国规范中的钢结构设计手册是针对钢结构设计师和工
程师编写的权威指南，包含了丰富的规范、标准和建议，用于指导
钢结构设计的实践工作，确保所设计的钢结构满足安全和性能要求。

美国建筑规范体系介绍.

美国建筑规范体系介绍.

结构专业规范
结构专业
ASTM B 602 Test Method for Attribute Sampling of Metallic and Inorganic Coatings. ASTM E 376 Practice for Measuring coating thickness by Electromagnetic test methods. NFPA 1 Fire Prevention Code NFPA 102 Standards for Grandstands, Folding and Telescopic Seating, Tent, and Membrane Structures 检测 检测 防火 防火
2014.06
美国建l Code） 规范
B) 标准（Consensus Standard）
研究所、材料商标准
C)源文档（Resource Document）
规范条文说明
建筑专业规范
建筑专业
总则 住宅规范 防火规范 International Building Code International Residential Code International Fire Code NFPA 1 Uniform Fire Code™, 2003 Edition NFPA101 Life Safety Code NFPA900 Energy Code NFPA 80 Standard for Fire Doors and Fire Windows NFPA 101A Guide on Alternative Approaches to Life Safety NFPA 220 Standard on Types of Building Construction NFPA 101B Code for Means of Egress for Buildings and Structures NFPA 221 Standard for Fire Walls and Fire Barrier Walls NFPA 551 Guide for the Evaluation of Fire Risk Assessments NFPA 909 Code for the Protection of Cultural Resources Fire Protection System In Buildings Detail Rules(Kuwait)

美国建筑规范体系介绍

美国建筑规范体系介绍
NFPA 203 Guide on Roof Coverings and Roof Deck Construction ASTM A 90 Test Methods for Weight (mass) of Coating in Ion and Steel articles with Zinc or Zinc-Alloy Coatings
International Fire Code NFPA 70: National Electrical Code NFPA 110: Standard for Emergency and Standby Power Systems
NFPA 72 National Fire Alarm Code NFPA 73 Electrical Inspection Code for Existing Dwellings NFPA 75 Standard for the Protection of Information Technology Equipment NFPA 110 Standard for Emergency and Standby Power Systems 2005 Edition NFPA 111 Standard on Stored Electrical Energy Emergency and Standby Power Systems
2014.06
美国建筑结构规范体系的分级层次
A) 规范（Model Code）
规范
B) 标准（Consensus Standard） 研究所、材料商标准
C)源文档（Resource Document） 规范条文说明
建筑专业规范
建筑专业 总则
住宅规范 防火规范
International Building Code

美国建筑规范体系介绍

美国建筑规范体系介绍
ASTM A123 Specifications for Zinc (Hot dip galvanized) coatings on iron and steel products ASTM A 143 Safeguarding against embrittlement of hot-dip galvanised structural steel products and Procedure for Detecting embrittlement
国际建筑规范
国际给排水规范 国际节能规范 国际私人污水处理规范 国家既有建筑规范 国际物业维修规范 国际防火规范 国际住宅规范 国际燃气规范 国际游泳池和水疗中心规范 国际绿色建筑规范 国际城市未开发用地连接带规范 国际暖通规范 国际分区规范 国际规范协会性能规范
IBC
Come From：
IB
（ INTERNATIONAL CODE ）
科威特
暖通专业规范
暖通专业 总则
燃气规范 防火规范
International Building Code International Mechanical Code
International Fuel Gas Code
International Fire Code NFPA 85 Boiler and Combustion Systems Hazards Code NFPA 90A Standard for the Installation of Air-Conditioning and Ventilating Systems NFPA 90B Standard for the Installation of Warm Air Heating and Air-Conditioning Systems NFPA 91 Standard for Exhaust Systems for Air Conveying of Vapors, Gases, Mists, and Noncombustible Particulate Solids NFPA 92A Recommended Practice for Smoke-Control Systems NFPA 92B Guide for Smoke Management Systems in Malls, Atria, and Large Areas NFPA 105 Recommended Practice for the Installation of SmokeControl Door Assemblies NFPA 214 Standard on Water-Cooling Towers

美国建筑规范体系的介绍

美国建筑规范体系的介绍

建筑专业规范
建筑专业 无障碍规范 2010 ADA Standards for Accessible Design
节能
室内 地下室 防水
International Energy Conservation Code International Green Construction Code
结构专业 总则
International Fire Code NFPA 70: National Electrical Code NFPA 110: Standard for Emergency and Standby Power Systems
NFPA 72 National Fire Alarm Code NFPA 73 Electrical Inspection Code for Existing Dwellings NFPA 75 Standard for the Protection of Information Technology Equipment NFPA 110 Standard for Emergency and Standby Power Systems 2005 Edition NFPA 111 Standard on Stored Electrical Energy Emergency and Standby Power Sy
ASTM B 602 Test Method for Attribute Sampling of Metallic and Inorganic Coatings. ASTM E 376 Practice for Measuring coating thickness by Electromagnetic test methods. NFPA 1 Fire Prevention Code

美国结构设计规范体系简介

美国结构设计规范体系简介
1 美国结构设计规范体系的构成
美国结构设计规范体系主要由三大部分构成： 源 文 件 （Resource Document)、 公 认 标 准 （Consensus Standard）、 规 范 （Model Code） 。 [3] 源 文 件 是 美 国工程协会和学会经过长期的积累和发展制订的组
织和企业标准，源文件可以来自协会正式出版的刊 物、书籍，也可以是发布的文件、公告等。在应用 的基础上，如果能够达到一定的共识和公认，源文 件就可以上升成为公认标准。公认标准在经过多年 的应用、整合、修正等不断完善后，逐渐上升成为 规范。规范的级别最高，认可度最高，也就是我们 平常所说的美国规范部分。公认标准是对规范中结 构设计、施工各个方面的具体说明，用于指导具体 工程设计。源文件是对规范和公认标准里规定内容 的深层次解释，阐述了规定内容的原理、背景等， 也包括各种规范标准的最新研究成果 。 [3]
第 38 卷第 04 期 （2019-04）
综合技术
美国结构设计规范体系简介
刘文涛
中国提出和实施，越来越多的中国公司将会参与到国际工程建设 中。美国结构设计规范作为国际通用规范之一，准确掌握和灵活应用美国结构设计规范对于我 国结构设计人员至关重要。美国结构设计规范体系主要由源文件、公认标准、规范三部分构 成，且这三部分之间依次成递进的关系。现行美国结构设计规范主要有 IBC 和 NFPA 5000 两套 规范，利用美国规范标准进行结构抗震设计时可以直接按照 ASCE 7 的相关规定进行计算分析， 并参考其他结构设计规范的相关规定来完成结构设计。 关键词：美国结构设计规范体系；源文件；公认标准；规范；抗震设计
1.1 源文件
美国包括建筑结构在内的各个领域存在不同的
DOI:10.3969/j.issn.1006-6896.2019.04.020

美国建筑规范体系介绍..

美国建筑规范体系介绍..

NFPA 101B Code for Means of Egress for Buildings
and Structures
NFPA 221 Standard for Fire Walls and Fire Barrier
Walls
NFPA 551 Guide for the Evaluation of Fire Risk
NFPA 203 Guide on Roof Coverings and Roof Deck Construction ASTM A 90 Test Methods for Weight (mass) of Coating in Ion and Steel articles with Zinc or Zinc-Alloy Coatings
NFPA 13Standard for the Installation of Sprinkler Systems 20
02NFPA 14 Standpipe &Hose Systems
NFPA 13R Standard for the Installation of Sprinkler Systems i
NFPA 102 Standards for Grandstands, Folding and Telescopic Seating, Tent, and Membrane Structures
检测 检测 防火 防火
2021/11/14
6
电气专业规范
电气专业 总则
International Building Code
International Building Code
住宅规范 International Residential Code

美国结构规范体系

美国结构规范体系

（一）美国的规范的分级层次大体可以分为三类：1。

Resource Document2。

C onsensus Standard3。

Model C ode三者可以说是依次递进的关系，也就是说广泛Resource Document应用的基础上，如果能够达到一定的C onsensus则形成Standard，之后Standard在经过应用修正等等逐渐形成标准的Model C ode。

（二）美国Model Building Code的应用发展1。

过去在美国的东北部使用的是：NBC(The BOCA National Building C ode) (我通常是用N来记住是北部的的:D)2。

过去在美国的东南部使用的是：SBC(Standard Building C ode) (我通常是用S来记住是南部的的:D)3。

过去在美国的西部使用的是很Popular的：U BC(U niform Building C ode)目前，美国有意向要合为一个规范，称之IBC(International Building C ode)。

这之中还有小插曲，在第一版IBC尚未出台时，美国的National F ire Protection A ssociation(NFPA)决定出版NFPA5000作为统一的标准。

因此目前美国的Model C ode可以说有上述5个比较主要的。

（二）美国规范层次归属及其主要内容1。

Resource Document：******* | FEMA273/FEMA356 | SEAOC Blue Book!ATC3/NEHRP Prov isions2。

C onsensus Standard: ACI318 | ASCE7 | ***************!*********************3。

Model C ode: (二) | (二) | U BC!NBC,SBC,IBC(上格式中，***代表美规中没有或我目前未知的内容,!表示并存关系,/表示发展关系,(二)指上面提到的5个Model C ode.详细说明如下)纵向来看：第1列主要用于C oncrete Design and C onstruction，主要由Standard类的AC I318发展为(二)中提到的5种Model C ode。

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正面角焊缝增大系数：
q = 90 deg. 增大系数1.5
偏心荷载时的计算方法：瞬心法和弹性设计法
35
连接板件的破坏：
受拉破坏
剪切破坏
36
连接板件的破坏：
块剪破坏（block shear）
37
连接板件的破坏：
Whitmore 有效宽度
受压板件的屈曲
38
其他一些连接设计的考虑：
荷载组合方式: 极限荷载组合和允许应力荷载组合 恒荷载、楼面活荷载、洪水、风、冰、雪、雨荷载 地震荷载（场地分类、地震谱、地震荷载计算、地
震荷载组合、抗震体系的选择，地震作用的静力、 动力分析等等）
4
荷载规范ASCE 7简介（接上）
荷载组合方式
Strength design：
Allowable stress design：
支撑框架
特殊中心支撑框架（SCBF); 普通中心支撑框架（OCBF); 偏心支撑框架(EBF); 屈曲约束支撑框架（BRBF）
钢板剪力墙（Special Plate Shear Walls)
53
抗震设计的几个问题
抗震钢结构的材料 宽厚比限值, 保护区（Protected Zone) 特殊抗弯框架的一些设计概念
度系数或计算长度系数是联系两者的桥梁）
13
2. 整体稳定设计要求（继续）
整体稳定设计： 1. 需要选择合适的结构体系： 有支撑框架（Braced-Frame）和剪力墙系统； 刚接框架（Moment Frame）; 重力框架（Gravity Framing）系统（即摇摆柱，其侧
向稳定需要以上两种系统提供）； 组合系统。 2.需要选择合适的结构分析方法： 有效长度系数法（Effective Length Method）； 直接分析法（Direct Analysis Method)； 一阶弹性分析（First-order Analysis Method)
10
1. 总的设计要求（继续）
设计要求 承载力设计要求：
Ru ≤ Φ Rn
极限荷载组合效应 ≤（抵抗折减系数）* （名义承载力）
整体稳定设计要求（见后面介绍） 节点设计要求： 铰接（Simple Connection） 刚接（Moment Connection）又分为FR（全刚）和PR（半
14
稳定设计方法对比
15
2. 整体稳定设计要求（继续）
限制条件： 二 阶 / 一 阶 位 移 比 Δ2nd / Δ1st ： The ratio of
second-order drift to first-order drift can be
represented by B2。
GB50017里同样有：
开篇：本规范适用于低地震区（抗震调整系数R<=3),否 则需要结合AISC 341钢结构抗震规范；且不是核电设施；
材料要求： 钢材：全部采用ASTM标准 一般结构钢,钢板:ASTM A36 (Q235) A572 (Q345) 螺栓、垫片和螺母 都有明确的要求： 地脚螺栓：A307； 高强螺栓; A325（8.8级） A490（10.9级）; 垫片:F436； 螺母：A194，A563
24
其它需要考虑的情况
以上只是柱子的flexural buckling, 但当截面是十 字 , 单 轴 对 称 ( 角 钢 ,T 型 钢 ) 等 , 尚 有 Torsional, flexural-torsional buckling 发生.
25
受弯构件
根据截面形状，按下表计算不同的极限失稳状态：
26
受弯构件
相当于GB的等效临界弯矩系数βb
27
受弯对称工字型截面或槽钢：
两种极限状态（取较小值）：
28
受弯对称工字型截面或槽钢：
29
4. 节点设计概述
4.1 螺栓连接设计 4.2 焊缝连接设计 4.3 连接板件设计 4.4 几种常用的连接构造
30
4. 节点设计概述
4.1 螺栓连接设计 高强螺栓材料：ASTM A325 和 A490 三种连接类型必须由设计指明： Snug-tightened; 无预拉力的要求，设计施工比较简单； 相当于GB的高强承压型（bearing-type) Pretensioned; 有预拉力的要求，较少用； Slip-critical 有预拉力和摩擦面要求，相当于GB的高强摩擦型，但仍然
AISC 360 （非抗震体系）
抗震钢结构 AISC 341
3
荷载规范ASCE 7简介
ASCE :American Society of Civil Engineers (美 国土木工程师学会）
ASCE 7-05 Minimum Design Loads for Building and Other Structures包括:
需要验算承压强度 See Page 167 of AISC 360
31
4. 节点设计概述
螺栓设计的其他考虑： 1.构造要求： 螺栓开孔，间距（min 2 2/3 d,3d preferred)，边距等
要求
32
4. 节点设计概述
螺栓设计的其他考虑： 2.荷载偏心设计考虑： 二种方法：
瞬心法（塑性法）
55
宽厚比限值
宽厚比限值
56
保护区（Protected Zone)
57
Protected Zone
58
特殊抗弯框架的一些设计概念
强柱弱梁
即
梁柱节点域设计
构造要求：
59
51
地震荷载下的稳定性指标
52
常见的钢结构抗震体系
抗弯框架
特殊抗弯框架（Special Moment Frame, SMF) 中等抗弯框架 （Intermediate Moment Frame, IMF) 普通抗弯框架 （Ordinary Moment Frame, OMF) 特殊桁架抗弯框架（Special Truss Moment Frame, STMF)
7
钢结构设计规范AISC 360
AISC American Institute of Steel Construction （美国钢结构学会）
AISC 360-05 是一本LRFD和ASD合一的规范，但本质 上是一本LRFD钢结构设计规范（13th Manual)；
ASD规范是AISC于1989年出版，也是最后一本ASD钢结 构设计规范 (ASD 9th Manual)
说明：因为地震加速度已经加过系数，即已经是极限 强度水平，所以对于极限强度设计，地震荷载E的系数 为1.0.
5
荷载规范ASCE 7（接上）
6
混凝土规范ACI 318
ACI :American Concrete Insitute (美国混 凝 土 学会）
ACI 318 是美国混凝土学会的一个分会，负责通用 的混凝土结构规范的编写
45
地震的基本计算和要求：
地震力的计算(ASCE 7-05)：
设计反应谱
46
地震力效应分析方法：
等效静力法； 反应谱法； 时程法
47
等效法（底部剪力法）
48
地震力的垂直分布和偏心扭矩
并且需要考虑5%的偶然偏心扭矩
49
层间位移比
50
层间位移比限制（大震下的塑性位移）
常见的钢结构抗震体系 R Ω0 Cd 值
刚性连接），一般采用FR 积水设计要求，疲劳设计要求，防火、腐蚀设计要求等
详见规范第B章节
11
1. 总的设计要求（继续）
宽厚比，高厚比的要求：
截面分类: COMPACT;NON-COMPACT;SLENDERNESS.
AISC允许局部屈曲
12
2. 整体稳定设计要求
稳定设计是钢结构设计的重点 稳定设计分为整体稳定设计和构件稳定设计（有效长
美国结构设计规范简介
美国结构设计规范简介 一、主要结构设计规范体系介绍 二、钢结构设计规范AISC360-05简介 三、抗震相关内容简介
2
一、主要结构设计规范体系介绍
国家规范 (IBC, UBC)荷载规范来自ASCE 7 （包括地震荷载）
混凝土设计规范
ACI 318 （包括抗震混凝土）
钢结构设计规范
ACI318-08 （最新) 包括： 混凝土结构分析方法 受弯、压弯、抗剪等等承载力计算； 构造和施工的要求； 注意：ACI318也包括了基础设计的要求但不包含地基
承载力计算，美国没有专门的地基基础设计规范
相关中文参考资料： 1.《混凝土结构设计》A.H.尼尔逊 著 中国建筑工业出版社 3. 《基础工程分析与设计》约瑟夫·E·波勒斯 著 中国建筑工业出版社
直接分析法：无限制； 有效长度法：B2≤1.5； 一阶分析法： B2≤1.5；且轴压比≤0.5 注意：B2的上限为2.5
16
P-Delta效应
17
二阶弹性分析方法
一阶弯矩放大法‘B1-B2“法：
其中
Cm 为等效弯矩系数
GB的公式类似，但缺少B1系数：
类似B1的系数出现在：
18
直接分析法和有效长度法
54
抗震钢结构的材料
只有下列材料被允许用于抗震钢结构： ASTM A36,A53, A500,A501,A572, A588, A913, A992;
设计包括E=Ω0 QE 时考虑要屈服的构件，Fy≤50ksi 但不限制A588或A913的65级钢的柱子，这些柱子仅仅期望
会在柱脚出现屈服。
33
弹性设计法
4.2 焊缝连接设计
焊缝类型： 熔透焊（CJP） 半熔透焊（PJP） 角焊缝（fillet weld） 焊缝计算的几个问题： 焊缝强度：焊条FEXX =70 ksi (相当于E55型焊条，适用于A572)