首页 国际标准结构工程-公众号 海外工程十五年之九十六——美标钢结构设计概述(5)

海外工程十五年之九十六——美标钢结构设计概述(5)

《美国建筑钢结构设计规范》最新版本为 ANSI/AISC 360-16,英文名字为Specification for Structural Steel Buildings。360-10版国内已经有翻译版发行。为使大家更好的理解360-16版本,特别翻译其关键章节,不妥之处,敬请读者提出宝贵意见。本文为第B章的条文说明重点翻译。

B章设计要求

B1.一般规定

本规范主要适用于梁承受重力荷载以及抗弯框架、支撑框架或剪力墙承受侧向荷载的常见建筑结构。本规范也适用于许多不常见的建筑物或类似建筑物的结构。第B1节要求构件及其连接件的设计应与结构的预期用途和结构分析中的假设一致,而不是试图通过对结构类型的详尽分类来确定规范的范围。

B章节将本规范的范围扩大到比本规范先前版本中所述范围更广的一类结构类型。第B1节认为结构体系是构件的组合,其连接方式使结构能够以不同的方式响应,以满足不同荷载下的不同设计目标。即使在普通建筑的范围内,设计构造也可能千变万化。

2005年版之前,规范包含一节,标题为结构类型;例如,1999年《钢结构建筑荷载和抗力系数设计规范》(AISC2000b)中的A2节。本规范中没有此类章节,与结构类型相关的要求分分布在第B1节、B3.4节和J1节。

 B2.荷载和荷载组合

现行建筑规范中给出了与本规范一起使用的荷载、荷载组合和标准荷载。在没有适用的特定地方、地区或国家建筑规范的情况下,荷载(例如,DLLrSRWE)、荷载系数、荷载组合和标准荷载(DL和其他荷载的数值)应符合ASCE/SEI 7ASCE2016). 本版ASCE/SEI 7采用了NEHRP推荐的新建筑和其他结构抗震规定(BSSC2015)中的许多抗震设计规定,以及AISC钢结构建筑抗震规定(AISC2016b)。读者可参阅这些文件的条文说明,以进一步讨论荷载、荷载系数和抗震设计。

本规范基于一般适用于结构钢设计的承载能力极限状态。本规范允许使用荷载和抗力系数法(LRFD)或容许应力法(ASD)进行设计。术语强度和应力反映了在计算设计强度时是否应用了适当的截面特性。在大多数情况下,规范使用强度而不是应力。在所有情况下,将条款改写为应力方式都很简单。ASCE/SEI 7中用于描述荷载组合的术语与本规范中使用的术语略有不同。ASCE/SEI 72.3节规定了使用强度与荷载的分项系数,用于使用LRFD方法的设计。ASCE/SEI 72.4节规定了使用容许应力设计组合标准荷载;这些组合适用于使用ASD荷载方法的设计。

LRFD荷载组合。选择LRFD方法时,荷载组合要求见ASCE/SEI 72.3节。

ASCE/SEI 72.3节中的荷载组合基于现代概率荷载模型和对传统设计实践固有可靠性的全面调查(Galambos等人,1982Ellingwood等人,1982年)。这些荷载组合使用主作用伴随作用格式,其基于这样一个概念,即当一个时变荷载具有其最大寿命值(主作用)而其他可变荷载处于任意时间点值(伴随作用)时,会出现最大组合荷载效应,后者指的是在任意时间在荷载测量中测量的荷载。恒载被认为是永久性的,对于荷载效应的所有组合,恒载是相同的。研究表明,这种荷载组合分析方法与结构构件和系统在接近承载能力极限状态的情况下实际组合荷载的方式是一致的。荷载系数反映了单个荷载大小和将荷载转换为荷载效应的分析中的不确定性。ASCE/SEI 7中的标准荷载基本上超过了任意时间点的值。LRFD荷载组合的依据见ASCE/SEI 72.3节的条文说明。

2003年和2009年版的NEHRP建议新建筑和其他结构抗震规定(BSSC2003年和2009年)修订了与地震荷载相关的重现期。在作为ASCE/SEI 7-10ASCE2010)基础的2009年版本中,大多数位置的地震荷载为50年内产生1%的倒塌概率,这一性能目标是通过要求初始倒塌概率,考虑到最大考虑地震(MCE)的发生,低于10%。在高地震活动区的某些场地,高烈度地震事件频繁发生,对地面运动的确定性限制会导致更高的坍塌概率。ASCE/SEI 71章的条文说明提供了地震和其他荷载下结构破坏的预期最大概率的说明。

ASCE/SEI 72.3节的荷载组合,特别适用于侧向力和重力荷载引起的结构作用相互抵消,恒载稳定结构的情况,包括恒载荷载系数0.9

ASD荷载组合。选择ASD方法时,荷载组合要求见ASCE/SEI 72.4节。

ASCE/SEI 72.4节中的荷载组合与容许应力设计中传统使用的荷载组合相似。在ASD中,安全是由安全系数提供的,Ω, 在涉及重力荷载、土压力或流体压力的基本组合中,不考虑标准荷载。在包含风荷载或地震荷载的组合中,荷载组合系数0.75可降低组合时可变荷载效应。该荷载组合系数可追溯到1972年版的ANSI标准A58.1ANSI1972),ASCE/SEI 7的前身。应注意的是,在ASCE/SEI 7中,0.75系数仅适用于可变荷载的组合;降低恒载是不合理的,因为恒载总是存在的,并且不随时间波动。还应注意的是,某些ASD荷载组合可能实际导致比LRFD类似荷载组合更高的设计效应。荷载组合特别适用于侧向力和重力荷载引起的结构作用相互抵消的情况,其中恒载使结构稳定,恒载上的荷载系数为0.6。这就消除了传统的ASD抗负荷处理方法的不足,强调了稳定性检查的重要性。在涉及该荷载的适用组合中,地震荷载效应乘以0.7,以使ASCE/SEI 7中定义地震荷载效应和组合的章节中的地震效应定义与ASD一致。

ASCE/SEI 72.3节和第2.4节中的荷载组合适用于强度极限状态的设计。他们不考虑重大错误或疏忽。非建筑结构和其他结构的荷载和荷载组合可在ASCE/SEI 7或其他适用的行业标准和实践中确定。


本文来自网络,不代表钢构人的立场,转载请注明出处。搜索工程类文章,就用钢构人网站。 https://www.ganggouren.com/2021/05/d9d9616369/
上一篇
下一篇

作者: ganggouren

为您推荐

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。

联系我们

联系我们

17717621528

在线咨询: QQ交谈

邮箱: 1356745727@qq.com

工作时间:周一至周五,9:00-17:30,节假日休息
关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

关注微博
返回顶部