中美钢结构设计规范关于连接设计的对比研究

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在钢结构设计中,连接的设计非常重要,钢结构连接设计的好坏将直接影响钢结构的质量和经济,所以对连接设计的研究意义重大。钢结构的连接方法主要为焊缝连接、螺栓连接和高强度螺栓连接。根据受力变形特征,连接又可分为三类:刚性连接、铰接连接、半刚性连接。其中半刚性连接可以缩短建设工期,降低管理成本,可以产生良好的经济效益。但目前采用半刚性连接钢框架的实际工程仍较少,特别是在我国几乎还没有按半刚性连接钢框架设计的实际工程,故对半刚性连接的研究意义重大。我国《钢结构设计规范》(GB50017-2003)在制定及修改过程中,参考了大量的国外钢结构规范的规定及国内外经验,如美国、日本等,各国的钢结构设计规范都有各自的特点。作为国际上的一种通用规范,涉外工程标书中通常有应用美国钢结构设计规范的要求。如何运用美国规范,如何深层次理解美国规范,中美规范存在哪些差别以及造成这些差别的原因,如何扬长避短,这些都是工程实践中设计人员普遍关心而又迫切需要解决的问题。本文选择了中美最新钢结构设计规范:中国GB50017-2003《钢结构设计规范》、美国ANSI/AISC360-10Specification for Structural Steel Buildings,针对若干关于连接的设计问题(包括焊缝连接、螺栓连接和高强度螺栓连接的构造及受力,半刚性钢框架连接中的外伸端板钢框架连接的设计方法等),将两国规范进行比较,并做出分析。通过比较分析得到两国钢结构设计关于连接设计方面的主要差异,可得出一些有益于工程的结论,可为我国今后修订钢结构设计规范提供参考。
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