20304美国规范
美国规范
1.
软件实现内容
《Specification for Structural Steel Buildings》ANSI/AISC 360-16
2. 适用截面
普通工字钢、轻型工字钢、轧制H型钢、焊接工字钢、不对称工字钢 普通槽钢、轻型槽钢、焊接槽钢 矩形管截面、焊接箱形截面 圆管截面
等肢角钢、剖分T型钢、T型截面
双拼角钢（等肢）、双拼角钢（长肢相连）、双拼角钢（短肢相连） 圆形截面、矩形截面
双拼普通槽钢、双拼轻型槽钢、双拼普通槽钢（肢尖相连）
3. 设计方法
软件提供了ANSI/AISC 360中涉及到的两种设计方法，分别是荷载和抗力分项系数设计
法（Load and Resistance Factor Design，简称LRFD）和容许应力设计法（Allowable Strength Design，简称ASD）。 3.1 LRFD法
采用LRFD法设计时，杆件需满足以下公式：
Ru??Rn
其中，Ru为LRFD荷载组合作用下的杆件内力，LRFD组合可见ASCE7-10；Rn为杆件材料的名义承载力；?为抗力系数。ANSI/AISC 360推荐的抗力系数取值详见下表：
表3.1 抗力系数?取值
符号 规范条文 取值 ?????=0.9 ??? 第D章 ?????=0.75 ?????用于净截面受拉断裂承载力计算 作用 ?????用于毛截面受拉屈服承载力计算 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------6
20304美国规范 ??? ??? 第E章 第F章 0.9 0.9 抗压承载力计算 抗弯承载力计算 ???用于抗剪承载力计算 ???=0.9 ??? 第G章 ???_????=1.0 抗剪承载力 ??? 第H章 0.9 抗扭承载力计算 ???_????用于腹板满足?/????≤2.24√??/????的轧制工字形截面计算
3.2 ASD法
采用ASD法设计时，杆件需满足以下公式：
Ra?Rn?
其中，Ra为ASD荷载组合作用下的杆件内力，ASD组合可见ASCE7-10； Ω为安全系数。ANSI/AISC 360推荐的安全系数取值详见下表：
表3.2 抗力系数Ω
符号 规范条文 取值 作用 Ω?? Ω?? Ω?? Ω????=1.67 第D章 Ω????用于毛截面受拉屈服承载力计算 Ω????用于净截面受拉断裂承载力计算 抗压承载力计算 抗弯承载力计算 Ω????=2.00 1.67 1.67 第E章 第F章 Ω?? Ω??=1.67 第G章 Ω??用于抗剪承载力计算 Ω??_????用于腹板满足?/????≤2.24√??/????的轧制工字形截面计算抗剪承载力 Ω??_????=1.5 第H章 1.67 Ω??
抗扭承载力计算 3.3 荷载组合
根据《ASCE/SEI 7 –美国建筑荷载规范》第2.2、2.3和2.4节可以分别得到LRFD法的荷载组合和ASD法的荷载组合，符号说明如下表所示：
表3.3荷载工况符号说明
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20304美国规范 符号 Ak D Di E F Fu H L Lr R S T W Wi 3.3.1 LRFD法荷载组合
LRFD法的荷载组合分别如下：
说明 偶然事件A引起的荷载或荷载效应 恒荷载 裹冰荷载 地震作用 水压力 洪水压力 侧向土压力，地下水压力 活荷载 屋面活荷载 雨水荷载 雪荷载 自应变荷载 风荷载 根据第10章确定的风雪荷载（ASCE/SEI 7的第10章） 表3.4 LRFD法荷载组合
组合序号 1 2 3 4 5 6 7 并且应考虑如下例外：
荷载组合 1.4D 1.2D+1.6L+0.5（Lr或S或R） 1.2D+1.6（Lr或S或R）+（L+0.5W） 1.2D+1.0W+L+0.5（Lr或S或R） 1.2D+1.0E+L+0.2S 0.9D+1.0W 0.9D+1.0E （1）在荷载组合1、4、5中，除车库和公共聚集场所外，当活荷载L依照本规范表4-1
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------8
20304美国规范 规定的L0的取值小于或等于100psf(4.79kN/m2)时，L的荷载系数可取为0.5；
（2）在荷载组合2、4、5中，S既可以是平屋面雪荷载也可以是坡屋面雪荷载。在荷载组合1~5和7中，水压力F参与组合时F的荷载系数与恒载D的相同。当荷载H参与组合时，如果H增大了主要荷载的效应，则H和该主要荷载的荷载系数应取为1.6；如果H减小了主要荷载的荷载效应，则H和该主要荷载的荷载系数应取为0.9，该主要荷载可以是永久荷载或荷载系数为0的荷载。
应按上述每一种荷载组合进行结构的极限状态验算。应该结合实际情况，分别考虑由于风荷载或地震荷载造成最不利的情况，但两者不必同时考虑。2.3.2的条文说明指出，荷载组合4和6的风荷载系数已从ASCE7-05的1.6修订为ASCE7-10的1.0。这种减小是必要的，因为在第26章对基本风速的取值进行了修订。详见第26章的条文说明。
当结构位于洪水区（见5.3.1章节），除了考虑基本荷载组合以外，还要考虑以下荷载组合：①在V区或者沿海A区，荷载组合4、6中的1.0W应替换为1.0W+2.0Fu；②在非沿海A区，荷载组合4、6中的1.0W应替换为0.5W+1.0Fu；所谓V区是指近水区域面临洪水荷载的高危险地区，A区是指V区靠近内陆的部分，或开阔海岸边偏向内陆未作为V区的一部分（一般受洪水的危险性较V区域小）。
在考虑裹冰的荷载组合中有如下修改：①荷载组合2中的（Lr或S或R）应替换为0.2Di+0.5S；②荷载组合4中的1.2D+1.0W+L+0.5（Lr或S或R）应替换为Di+Wi+0.5S；③荷载组合6中的1.0W应替换为Di+Wi，其中Wi为结构结覆冰后所承受的风荷载。
在可能的情况下，应考虑结构自应变荷载T与其他荷载的组合。T的荷载系数应按其不定性的大小来估计，应考虑T的最大荷载效应与其他荷载同时出现的概率，以及T大于假定值时，可能产生的潜在的不利影响。T的荷载系数不应小于1.0。根据2.3.5的条文说明指出，应考虑下列的荷载组合。1.2D+1.2T+0.5L以及1.2D+1.6L+1.0T。这些荷载组合不包含所有的情况，在某些情况下有必要单独考虑。例如，屋面活荷载或雪荷载很大，并且与自应变同时发生，设计应基于造成最不利的影响进行荷载组合。 3.3.2 ASD法荷载组合 ASD法的荷载组合分别如下：
表3.5 ASD法荷载组合
组合序号 1 荷载组合 D 9
20304美国规范 2 3 4 5 6a 6b 7 8 并应考虑如下例外：
D+L D+（Lr或S或R） D+0.75L+0.75（Lr或S或R） D+（0.6W或0.7E） D+0.75L+0.75(0.6W)+0.75（Lr或S或R） D+0.75L+0.75(0.7E)+0.75S 0.6D+0.6W 0.6D+0.7E （1）在4和6组合中，雪荷载S取平屋顶雪荷载(Pf)或斜屋顶雪荷载(Ps)，（2）对于非建筑结构，风荷载体形系数Cf根据图表29.5-1、29.5-2和29.5-3确定。风荷载在基础上的垂直或水平方向的投影面积1000平方英尺的，在组合7中的允许W替换为0.9W，不包括结构基础锚固。（3）对于满足第14.4.2章节规定的特殊配筋砌体剪力墙设计，在组合8中允许0.6D为替换0.9D。（4）在荷载组合1~6和8中，水压力F参与组合时，F的荷载系数取与恒载的相同。（5）当荷载H参与组合时，如果H增大了主要荷载的效应，则H和该主要荷载的荷载系数应取为1.0；如果H减小了主要荷载的效应，则H和该主要荷载的荷载系数应取为0.6，该主要荷载可以是永久荷载或是荷载系数为0的荷载。
应该结合实际情况，分别考虑由于风荷载或地震荷载造成的最不利情况，但两者不必同时考虑。请参阅第1.4节和第12.4节的相关规定。按本节荷载或荷载组合计算时不应再考虑容许应力的提高，除非可以证明加载速度或持续时间是合理的。
当考虑洪水荷载时，荷载组合作如下修改：①在V区或者A区，荷载组合5、6、7应在原有荷载基础上加上1.5Fu，且在荷载组合5、6中E的荷载系数应取为0；②在非沿海A区域，荷载组合5、6、7应在原有荷载基础上加上0.75Fu，且在荷载组合5、6中E的荷载系数应取为0。
当考虑裹冰荷载时，应进行如下修改：①荷载组合2应增加0.7Di；②荷载组合3中的
（Lr或S或R）应替换为0.7Di+0.7Wi+S；③荷载组合7中的0.6W应替换为0.7Di+0.7Wi。
当考虑自应变荷载时，自应变荷载T应该与其他荷载一起考虑，与其他荷载组合时要
对T进行折减，折减系数不应小于0.75。2.4.4条的条文说明中指出，应采用ASD法时，确定自应变荷载应如何连同其他的荷载考虑，应当基于第C2.3.5节所述，典型的情况下，应
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3D3S design v2020-20304美国规范
