李啟宏　胡俊杰　宋九選

摘 要：本文詳細地介紹了中國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范以及美國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的鋼結(jié)構(gòu)抗彎構(gòu)件設(shè)計流程，對比同等工況下兩國規(guī)范設(shè)計計算的結(jié)果，并指導(dǎo)同行在國外工程中如何應(yīng)用美標(biāo)規(guī)范進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎設(shè)計計算。

關(guān)鍵詞：美標(biāo)規(guī)范；鋼結(jié)構(gòu)；抗彎構(gòu)件

中圖分類號：TU392 文獻標(biāo)識碼：A

中美兩國規(guī)范體系不同，兩者在結(jié)構(gòu)設(shè)計上也迥然不同。隨著我們企業(yè)逐漸走出國門，進入廣大的國際市場，尤其是在亞非拉眾多國家，當(dāng)?shù)氐慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計往往按照美標(biāo)設(shè)計，或者以美標(biāo)為基礎(chǔ)建立發(fā)展自己國家的設(shè)計規(guī)范，在這些國家承包的工程，其結(jié)構(gòu)設(shè)計往往要求必須遵循當(dāng)?shù)匾?guī)范或者美標(biāo)規(guī)范，這就要求我們的企業(yè)必須掌握美標(biāo)規(guī)范設(shè)計。出于這方面考慮，我們對美標(biāo)規(guī)范設(shè)計進行了研究，在本文中我們選取構(gòu)件設(shè)計中常見的抗彎構(gòu)件設(shè)計來進行對比分析，并以某鋼結(jié)構(gòu)簡支梁截面為例進行案例驗算分析。

1.受彎構(gòu)件強度計算流程

1.1 中國標(biāo)準(zhǔn)（GB）計算流程

根據(jù)現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的正應(yīng)力強度計算、剪應(yīng)力計算、局部承壓強度計算、以及折算應(yīng)力計算分別如下列公式（1）、（2）、（3）、（4）。

上述公式中有關(guān)參數(shù)見GB50017第4.1.1～4.1.4條相應(yīng)條款，上述公式僅適用于主平面內(nèi)受彎的實腹式構(gòu)件，不適用于腹板屈曲后強度驗算。一般驗算主平面內(nèi)受彎的腹板未屈曲的實腹式構(gòu)件，均要驗算上述式（1）、式（2）。特殊情況還需要根據(jù)GB50017按照式（3）、式（4）驗算。

1.2 美標(biāo)規(guī)范計算流程

美國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會AISC提出了兩種鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，即LRFD和ASD法。設(shè)計人員可自行選定采用何種方法進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，而選取的依據(jù)是設(shè)計的經(jīng)濟合理性。

剪應(yīng)力強度計算公式見式（5）。

kv—腹板穩(wěn)定系數(shù)；對于非加勁截面且h/tw<260，kv=5；T型截面，kv=12；對于加勁截面，kv=5+5/（a/h）2；當(dāng)a/h>3.0或a/h>[260/（h/tw）]2；橫向加勁肋除應(yīng)滿足上述要求，還應(yīng)滿足構(gòu)造要求，具體詳ANSI/AISC 360-10 G3.3節(jié)。

2.受彎構(gòu)件穩(wěn)定計算流程

2.1 中國標(biāo)準(zhǔn)（GB）計算流程

當(dāng)不滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003第4.2.1條規(guī)定時，鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定計算，單向彎矩作用和雙向彎矩作用分別如下列公式（9）、（10）。

不滿足上述第一種情況的箱形截面簡支梁，其截面尺寸滿足h/b0≤6，l1/b1≤95（235/fy）時可不計算整體穩(wěn)定性。有關(guān)參數(shù)見《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第4.2.2～4.2.4條相應(yīng)條款。

2.2 美標(biāo)規(guī)范計算流程

（1）無需計算整體穩(wěn)定

ANSI/AISC 360-10中，F(xiàn)2、F3、F4、F5章節(jié)所列的截面，當(dāng)Lb≤Lp時，不用進行側(cè)向扭轉(zhuǎn)屈曲極限狀態(tài)計算；F6、F7、F8章節(jié)所列的截面不用進行側(cè)向扭轉(zhuǎn)屈曲極限狀態(tài)計算。

3.2 中國標(biāo)準(zhǔn)（GB）驗算

強度：由規(guī)范得，對于雙軸對稱工字形截面γx=1.05；

結(jié)論

本文介紹了中國標(biāo)準(zhǔn)和美國規(guī)范對于鋼結(jié)構(gòu)抗彎構(gòu)件的強度計算及穩(wěn)定計算的流程，并且選取一實際案例進行對比計算。從上文可以看出美標(biāo)規(guī)范在構(gòu)件計算上的規(guī)定要細、要求更多，計算流程更為煩瑣。

參考文獻

[1] GB50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].