座中美钢结构抗震设计规范比较讲座

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1、中美钢结构抗震设计规范比较讲座武汉大学侯建国2010.8.12美国钢结构协会AISC1923年制定了第一本以容许应力设计法(AllowableStressDesign，简称ASD)为设计准则的钢结构设计规范。容许应力设计法作为钢结构设计的基础延用了相当长的时间，后历经多次修改，直至1961年，其基本格式及内容都已基本定型。1.1美国钢结构设计规范的发展概况1美国钢结构设计规范及抗震设计标准体系的发展概况1989年出版了最后一版ASD设计规范AISC(1989)；2001年对ASD又进行了局部修订(AISC335-89s1)。由Galambos、Ellingwood、MacGregor

2、.t和Cornell等人发展的、以概率理论为基础的荷载准则，促使美国国家标准化协会(AmericanNationalStandardsInstitute，ANSI）制订了一本以概率理论为基础的国家标准ANSIA58.1-1982“MinimumDesignLoadsforBuildingsandOtherStructures”。它后来又以美国土木工程学会的标准7(ASCE7)出版发行，其最新版本为ASCE/SEI7-05“MinimumDesignLoadsforBuildingsandOtherStructures”。1986年，AISC的规范委员会(COS)根据ANSIA58.1

3、-1982的规定，首次推出了以概率理论为基础的荷载抗力系数钢结构设计规范(LoadandResistanceFactorDesign，简称荷载抗力系数设计法LRFD)。ASCE/SEI7-05是按概率极限状态设计原则和结构可靠度理论编制的，作为美国各种结构设计规范统一的概率设计准则和荷载取值依据（包括地震作用的取值标准）等，类似于我国的荷载规范，并包括了类似于我国抗震规范中的抗震设防标准、地震动参数及地震作用的取值标准等内容。AISC的规范委员会在1986年继ASD设计规范修订版后，推出了LRFD设计规范，作为与ASD并行的设计规范，供设计人员选用。LRFD规范在1991年和1993

4、年历经两次修订，其最新版本为1999年12月27日发布的第三版AISC(2000b）。由于美国国内部分工程师对LRFD还不够熟悉，而另一些资深工程师对LRFD尚有不同看法，使ASD设计法在美国仍较为流行，因而LRFD在较长时间内可能还难以完全取代ASD。AISC充分考虑了工程界的现状和实际需求，于2005年4月，由美国钢结构协会正式发布和出版了目前最新版的ANSI/AISC360-05《SpecificationforStructuralSteelBuildings》，该规范融合了ASD和LRFD两种设计方法的理念，可以说是一本同时包括两种设计方法的“统一”和“单一”的设计规范，设计

5、人员可选择两种方法之一(ASD或LRFD）进行设计。应予说明的是，ANSI/AISC360-05仅涵盖了钢结构的静力设计，钢结构的抗震设计还应遵循钢结构抗震设计规范ANSI/AISC341-05《SeismicProvisionsforStructuralSteelBuildings》的规定。ANSI/AISC341-05的抗震设计原则和抗震设防标准主要依据ASCE/SEI7-05确定，为钢结构或钢-混凝土组合结构的抗震设计提出了最低的抗震设防标准。美国工程结构抗震设计的标准体系大体上分为国家标准、协会标准及地方标准（洲或地区的标准）。美国工程结构抗震设计标准体系的发展历程大体上经历

6、了初创、发展、统一等几个发展阶段。1.2美国工程结构抗震设计的标准体系介绍1925年加州发生的SantaBarbara地震促成了美国第一个带有建筑结构抗震设计内容的规范UBC“UniformBuildingCode”（《统一建筑规范》）于1927年出版，UBC主要用于美国西部各州。这一阶段的地方性工程结构抗震设计规范除了上述的UBC之外，又相继出现了NBC“NationalBuildingCode”（《国家建筑规范》）和SBC“StandardBuildingCode”（《标准建筑规范》）NBC主要用于美国东北部各州；SBC主要用于美国中南部各州。20世纪末，美国人看到了将抗震规范统

7、一起来的必要。1995年，UBC、NBC与SBC三本规范编制机构成立了国际规范协会ICC（InternationalCodeCouncil），开始推动建筑结构设计规范的统一。1997年，SEAOC推出了最新版的UBC。2000年，以1997NEHRPProvision为基础的IBC2000规范正式发布实施，取代了UBC、SBC和NBC等规范，从而使美国的抗震设计规范达到了统一。IBC每3年修订一次，目前最新版本是IBC2009。可以把IBC视为一个规范门户