中美钢结构设计规范比较_陈绍藩

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1、中国标准新《钢结构设计规范》GB50017和美国钢结构标准AISC-LRFD-1999介绍陈绍蕃教授西安建筑科技大学西安2002.031一、概况GB500171997年四季度开始，历时四年有余。更新、增补、协调、接轨。博采众长AISC-19991986第一本LRFD1989新ASD&PD1993LRFD《建筑钢结构进展》2001.2期起有介绍1999本特点：英制单位和国际单位并用增加支撑计算等内容由正文、附录、说明三部分组成，有些公式在附录中给出。二、材料GB50017(16Mn)(15MnV)配合材料标准Q235，Q345，

2、Q390，Q420（新增）质量等级ABCDE冲击试验温度—20°0°-20°-40°（Q235，Q345）-20°＜T＜0°T＜-20°工作温度（Q390，Q420）-20°＜T＜0°T＜-20°温度差距的原因：冲击韧性试验加荷速度很快，建筑结构如吊车梁加荷速度较慢。加荷速度慢的结构用快速加荷的冲击值，则应提高温度。Q345和Q235同属一级而不是和其他高强度钢同属一级：强度高的钢材对冲击韧性的要求应该高。Q235Akv要求≥27JQ345，390、420Akv≥34J和27J（-40℃）因此Q235和Q345同一温度Q390

3、和Q420温度低一级美国公路钢桥设计规范取ΔT=39℃，但以所在地区最低温度为准，GB50017规定的结构工作温度为最低日平均温度。还增加了：防止层状撕裂的Z向钢（《厚度方向性能钢板》GB/T5313）、抗腐蚀的耐候钢（《焊接结构用耐候钢》GB/T4172）22AISC-99低碳钢ASTMA36/A36Mfy：250N/mm（36ksi）2低合金高强度钢ASTMA242/A242Mfy：345N/mm（t=19mm以下）2ASTMA588/A588Mfy：345N/mm（t≤100mm）有耐腐蚀性fy不随厚度增大而下降，直至高

4、强度低合金（铌钒钢）ASTMA572/A572M，分为4级Grade425060652fy(N/mm)290345415450fy不降低的厚度t≤100382513高屈服点淬火回火合金钢板ASTMA514/A514M2厚50mm以内fy:690N/mm50＜t≤100620冲击韧性要求t＞50mm的焊接受拉构件，要求20℃—27J。冲击试样在翼缘邻近腹板处截取，和我国不同。螺栓材料A3074.6级A325，A4498.8级A49010.9级3三、荷载和荷载组合GB50017按荷载规范GB50009采用。软钩吊车α=0.1重级工

5、作制吊车梁横向水平力不同于荷载规范抓斗、磁盘α=0.15硬钩α=0.21.2D+1.6LAISC-LRFD-99按ASCE7规定，条文说明中：1.2D+0.5L+1.6W-931.6L和0.5L分别为最大值和常在值规定下列6种组合：1.4D1.2D+1.6L+0.5(LrorSorR)Lr:roofL.L1.2D+1.6(LrorSorR)+(0.5Lor0.8W)S:snowL.1.2D+1.3W+0.5L+0.5(LrorSorR)R:rainwaterorice1.2D±1.0E+0.5L+0.2SE:earthquak

6、e0.9D±(1.3Wor1.0E)特点：活荷载的荷载系数大风荷载的荷载系数小组合系数取值低四、轴心受拉构件GB50017无变化拉杆0.9,0.751AISC-LRFD-99抗力分项系数各类杆不同，取φ==压杆0.85γr梁0.9,0.85强度计算：毛截面屈服承载力设计值0.9fy.A相当于γr=1.1净截面拉断0.75fu.Aeγr=43Ae=有效净截面有效净截面：考虑剪切滞后效应4·拉杆截面各部分都有紧固件（或焊缝）直接传力者Ae=An·非所有板件都直接传力者Ae需要折减由紧固件传力者Ae=An.UU：折减系数=1-a/L

7、≤0.9a：连接偏心，L：连接长度由焊缝传力者区分三种情况：纵焊缝传力者，U同上横焊缝传力者，U=1纵焊缝传力于板者，U=0.75～1.0各部分直接传力Ae=An腹板不直接传力Ae＜An5剪切滞后造成板端部应力分布不均匀。净截面计算在美国教科书中和我国也有所不同，以二孔错排为例：62StAn=A-2dt+4gAISC-LRFD-99还有抠接拉杆的计算。五、轴心压杆GB50017增加d类φ曲线，适用于t≥40mm的厚板。焊接I形或H形截面翼缘为轧制边或剪切边绕Y轴d曲线热轧I形或H形截面t≥80mm绕Y轴d曲线高层钢结构规程已有

8、d类φ曲线，与GB50017略有不同。7给出单轴对称轴压杆弯扭屈曲的计算公式:单轴对称轴压杆绕对称轴屈曲必然既弯又扭。GBJ17-88采用一律列为C类截面的办法，有时可能偏于不安全。给出弯扭屈曲计算公式增加规范的透明度。计算方法：换算长细比一般公式12222222221/2λ