最新的钢结构设计标准比较

09-07-2021

1. 符合钢结构设计标准的特点
3. 当前钢结构设计评估标准的比较
4. 应用钢结构设计标准时的注意事项

随着行业的不断发展，建筑必须满足质量标准，以确保其安全性和耐久性。对于一个项目，每个类别将有不同的评估标准。下面的文章中，BMB Steel将向您展示钢结构设计标准最新的概述。

1. 符合钢结构设计标准的特点

1.1 越南钢结构标准的特点

越南钢结构标准TCVN 5575:2012源自俄罗斯。按越南标准，所有建筑程序必须应用SF（安全系数）方法，包括：

荷载安全系数
施工过程所提供材料的安全系数
工作环境中的安全系数，称为职业安全与健康（OSH）

因此，越南钢结构标准关注结构的刚度，钢结构不能过度变形。

在计算强度方面，TCVN的计算强度通过公式计算：标准强度/材料安全系数。

在假设荷载方面，通过公式计算：标准荷载*荷载确定系数。

根据越南钢设计标准，编号2737:1995被用作钢结构的假设荷载。风荷载的速度以3秒为单位，在20年周期内测量。

越南的风压系数通过风压计算，而不是速度。它由风洞模型中的压力测量结果确定，因此可以应用于立方体物体。

1.2 根据美国AISC 89/ASD标准的钢设计标准特征。

除了越南的设计标准外，

美国钢结构设计标准

是承包商广泛采用的方法。美国标准特点应用2种计算方法：

方法1：根据允许强度设计（ASD）和荷载系数：根据此，应变不得超过允许应力=屈服应力（0.6 -> 0.67）
方法2：根据荷载和抗力系数设计（LRFD）：荷载乘以系数1.2->1.6；承载系数乘以0.75->0.9；主要应力为屈服强度。

Ft、Fy、Fb的关系：在受拉情况下，允许应力 Ft = 0.6Fy（Fy：钢材的屈服强度）。在受压情况下，允许应力取 Fy × 轴向屈曲系数。构件弯曲时的允许弯曲应力 Fb 的取值范围为 0.6Fy～0.67Fy。

内力值：弯矩 M、轴力 N、剪力 Q 均由标准荷载计算得出，不考虑超载系数。然而，在确定内力时，需要综合不同类型的荷载组合来进行计算。

截面：假定的美国标准面积分为3个部分：实心截面、薄截面和非实心截面。计算实心截面面积必然会使用材料的允许效率。对于非实心截面面积的计算，应降低材料的允许应力。类似于薄截面，必须进一步降低。

1.3 基于欧洲标准Eurocode 3的钢设计标准特征

欧洲钢结构标准

按极限标准计算（承载能力和使用极限）。极限应力通过多个系数乘以屈服强度进行计算。

截面：根据薄度（宽度/厚度）分为几个等级。更厚的1、2级承受更高的应力。第3、4级更薄，因此容易失去局部稳定性。与越南标准和美国标准LRFD类似。因此，截面分为4种类型：实心截面、非实心截面、塑性截面和薄截面。

荷载：基于BS 6399，需要考虑楼板荷载、风荷载和雪荷载。

风荷载的注意事项：

风荷载压力是从风速计算的，考虑地形、建筑类型等因素
风荷载的气动系数必须包括建筑内部的负压。必须选择最危险的系数值进行计算。BS 6399使用50年期间一小时的平均风速；同时，英国标准也使用CP3，采用在50年期间内以3秒为单位的风速进行测量。

允许位移：计算为因使用荷载（活荷载）而产生的最大值，而不考虑超载系数。根据TCVN，允许更大的变形。例如：天花板支撑梁L/360（根据TCVN L/400）；辅助梁L/200（TCVN L/240）；并且仅计算活荷载，不考虑整体作为TCVN。

安全系数：根据BS 6399，不同荷载使用不同的安全系数：例如：死荷载的安全系数（HSAT）为1.4（TCVN为1.2）；活荷载为1.6（TCVN为1.2或1.3）；风荷载为1.4（TCVN为1.2）。此外，材料的安全系数取为1，因为在材料强度计算中已经进行了调整。根据TCVN，材料的安全系数为1.05到1.1，具体取决于钢材类型。此外，BS没有建筑功能的安全系数，结构的工作系数，而TCVN设有。

如果将BS的HSAT与TCVN的进行比较，越南的HSAT小于BS。因此，在相同的钢材和承载相同的名义荷载的情况下，按照TCVN进行计算的结构需要的材料更少。

每个国家在设计荷载方面都有相应的标准。以下列出一些具有代表性的国家及其设计荷载标准：

越南：
TCVN 2737:1995《荷载与作用——设计规范》。
美国：
MBMA 2002；UBC 97；IBC 2006。
英国：
BS 6399-2:1997《建筑物荷载——第2部分：风荷载规程》；
BS 6399-1:1984《建筑物设计荷载——第1部分：恒荷载和活荷载规程》。
欧洲：
EN 1991-1-4:2005+A1《结构作用——风作用》。
澳大利亚/新西兰：
AS/NZS 1170.1:2002《结构设计荷载——恒载、活载及其他作用》；
AS/NZS 1170.2:2011《结构设计荷载——风作用》。

设计荷载通常根据作用于结构的外部因素确定，例如施工区域的环境条件、气候与风荷载影响等。尽管各国存在不同的荷载标准，但在钢结构工程设计中，应遵循基本的工程原理，以确保施工安全性，并有效预判和规避潜在风险与结构失效。

3. 当前钢结构设计评估标准的比较

当前的钢结构设计评估标准取决于各国的

钢结构设计标准

根据不同国家和地区的技术要求，钢结构设计需遵循相应的设计规范。以下为常用的钢结构设计标准，可用于确定项目适用的评估依据：

越南：TCVN 5575:2012《钢结构——设计标准与安全要求》
该标准是越南钢结构设计的主要依据，涵盖承载能力、稳定性及安全系数等规定。
美国：AISC-89《美国钢结构协会规范》
强调结构的弹性分析和材料工作性能，是美国钢结构建筑的核心设计依据。
英国：BS 5950-1:1990《建筑钢结构应用——设计规范》
适用于英国建筑工程，规范结构设计、构件尺寸及安全要求。
欧洲：EN 1993-1-1（Eurocode 3）《钢结构设计》
广泛应用于欧洲建筑项目，强调地质调查、结构安全等级及整体稳定性，是国际通用度较高的钢结构规范。
澳大利亚：AS 4100-1998《钢结构设计规范》
AS 4600:1996《冷弯薄壁型钢结构澳新标准》
适用于澳大利亚及新西兰地区，分别规范焊接结构和冷弯轻钢结构设计。

总体而言，为了评估钢结构设计是否合格，必须在设计过程中对结构的能力、安全标准和承载能力进行评估，钢结构设计过程目前，钢结构设计不仅取决于各国的标准，而且在预制建筑中也扮演着关键角色——一种利用钢结构来优化时间和成本的建筑类型。预制建筑必须满足承载要求，并遵守诸如越南的TCVN 5575:2012或欧洲的EN1993-1-1等国际标准，以确保安全和耐久性。选择适当的钢结构设计标准是预制钢建筑施工中的关键因素，确保了质量和投资者的成本优化。