美国结构设计规范简介
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➢ AISC 341-05 是一本单独的钢结构抗震设计规范（ Seismic Manual)
AISC官方网站：www.aisc.org
二、钢结构设计规范AISC360-05
总的设计要求 整体稳定分析和设计要求 构件稳定设计要求 节点设计概述
1. 总的设计要求
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；
P-Delta效应
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：
直接分析法和有效长度法
分析流程：
3.构件稳定设计
受拉构件 验算两种情况： 毛截面应力小于屈服强度：
净截面应力小于极限抗拉强度：
轴心受压构件
临界长细Leabharlann Baiduλp
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.
荷载规范ASCE 7（接上）
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
求等
详见规范第B章节
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
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
度系数或计算长度系数是联系两者的桥梁）
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
➢ 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：
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
1. 总的设计要求（继续）
弹性屈曲和非弹性屈曲的临界长细比λp (limiting KL/r) 或临界屈曲应力 Fe
其它需要考虑的情况
如果flange and web is slender尚需要折减稳定曲线(折 减系数Qs Qa)
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.
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)
混凝土结构规范的编写 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
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
一、主要结构设计规范体系介绍
国家规范 (IBC, UBC)
荷载规范
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
AISC 360 （非抗震体系）
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:
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
AISC官方网站：www.aisc.org
二、钢结构设计规范AISC360-05
总的设计要求 整体稳定分析和设计要求 构件稳定设计要求 节点设计概述
1. 总的设计要求
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；
P-Delta效应
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：
直接分析法和有效长度法
分析流程：
3.构件稳定设计
受拉构件 验算两种情况： 毛截面应力小于屈服强度：
净截面应力小于极限抗拉强度：
轴心受压构件
临界长细Leabharlann Baiduλp
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.
荷载规范ASCE 7（接上）
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
求等
详见规范第B章节
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
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
度系数或计算长度系数是联系两者的桥梁）
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
➢ 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：
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
1. 总的设计要求（继续）
弹性屈曲和非弹性屈曲的临界长细比λp (limiting KL/r) 或临界屈曲应力 Fe
其它需要考虑的情况
如果flange and web is slender尚需要折减稳定曲线(折 减系数Qs Qa)
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.
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)
混凝土结构规范的编写 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
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
一、主要结构设计规范体系介绍
国家规范 (IBC, UBC)
荷载规范
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
AISC 360 （非抗震体系）
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:
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