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  • 美标钢结构设计介绍系列之——常用规范及荷载组合

    • 更新时间:2012-3-12 21:42:27  文章来源:数字钢构 左权胜
    • 责任编辑:钢结构招聘网  本条信息浏览人次共有

     

     

        首先要提到是“美国钢结构协会AISC”(The American Institute of Steel Construction),由其颁布的两套规范,或者说是两种设计钢结构的方法最为常用:

     

        “容许应力法ASD”(allowable stress design);

     

        “荷载抗力系数法 LRFD”(The Load and Resistance Factor Design).

     

        后者有替代前者的趋势,而且都有很多个时期的版本,2005年AISC将它们合在一起。

     

          容许应力法

     

        从上述的两个公式看似乎大同小异,但在真正的实施上,对各类构件设计,采用不同的方法,或者说是规范,安全系数及抗力系数的取值是有不同规定的。

     

        尤其在计算设计值时,还有荷载的组合以及组合系数的取值问题。

     

        常用的荷载组合可根据“美国土木工程师学会ASCE”(American Society of Civil Engineers)之“结构工程协会SEI”(Structural Engineering Institute)的一个规范:“建筑物及其他结构的最小设计荷载”。(ASCE/SEI 7-05) 

        这就相当于我们常用的《荷载规范》

     

        先定义一下符号: 

        D:恒载 

        F:流体荷载 

        H:侧向土压力,水压力等 

        L:活荷载 

        Lr:屋面活荷载 

        S:雪荷载 

        R:雨水荷载 

        T:自应力荷载 

        W:风荷载 

        Wi:同时考虑裹冰荷载时的风荷载 

        E:地震荷载 

        Fa:洪水荷载 

        Di:裹冰荷载

     

        规范指出: 

        ASD设计,荷载基本组合需要考虑:

        D + F

        D + H + F + L +T

        D + H + F + (L r 或S或R)

        D + H + F + 0.75(L +T) + 0.75(L r 或S或R)

        D + H + F + (W 或0.7E)

        D + H + F + 0.75(W 或0.7E) + 0.75L + 0.75(L r 或S或R)

        0.6D + W + H

        0.6D + 0.7E + H

     

        在某些洪水经常泛滥区域,需要考虑洪水荷载Fa,具体在上面(5)、(6)、(7)式中加入一项1.5Fa(非湖海岸边的地区为0.75Fa),而且式中涉及到的E要设为0。 

        在需要考虑裹冰荷载时,上面(2)式中加上0.7Di;(3)式中的(L r 或S或R)用0.7Di + 0.7Wi + S来替换;(7)式中的W用0.7Di + 0.7Wi来替换。

     

        LRFD设计,荷载基本组合需要考虑:

        1.4(D + F)

        1.2(D + F +T)+ 1.6(L r 或S或R)+ 0.5(L r 或S或R)

        1.2D + 1.6(L r 或S或R)+ (L 或0.8W)

        1.2D + 1.6W + L + 0.5(L r 或S或R)

        1.2D + 1.0E + L + 0.2S

        0.9D + 1.6W + 1.6H

        0.9D + 1.0E + 1.6H

     

        (3)、(4)、(5)式中的L的组合系数在某些均布活载不大于100psf的地方可以取0.5。(6)、(7)式中,当H的作用抵消了W和E的作用时,其组合系数应取0。 

     

        在某些洪水经常泛滥区域,需要考虑洪水荷载Fa,具体在上面(4)、(6)式中加入一项2.0Fa(非湖海岸边的地区为1.0Fa,但是1.6W要变为0.8W)。 

     

        在需要考虑裹冰荷载时,上面(2)式中0.5(L r 或S或R)用0.2Di + 0.5S来替换;(4)式中的1.6W + 0.5(L r 或S或R)用Di + Wi + 0.5S来替换;(6)式中的1.6W用Di +Wi来替换。

     

        每种荷载在取值上的考虑在上述的“建筑物及其他结构的最小设计荷载”。(ASCE/SEI 7-05)中均有细致的交待。

     

     

        美标钢结构设计介绍系列之——常用单位换算

     

        美标钢结构设计介绍系列之——材料及型钢截面分类表示

     

        美标钢结构设计介绍系列之——受拉构件设计


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