中国规范与美国规范风荷载的换算关系

文章就风荷载计算方法、参数定义、计算公式等方面对中国规范GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》和美国规范ASCE/SEI 7—10《Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures》进行比较。其中在地面粗糙度类别划分上两本规范基本类似,但在重现期和平均时距方面有很大区别。《建筑结构荷载规范》基本风速为平均时距10 min、重现期为50年的最大风速。而美国规范ASCE/SEI 7—10对一般居住建筑基本风速取平均时距为3 s、50年超越概率为7%(重现期为700年)的阵风风速,其重现期长、平均时距短。同一地点,基本风速和基本风压按美国规范取值远大于中国规范取值。     

中美规范风荷载的对比分析

针对中国GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》[1]（以下简称中国规范）和美国ASCE/SEI 7-10《Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures》[2]（以下简称美国规范）中关于风荷载计算方法、计算公式以及基本参数的定义和取值方法进行全面的阐述和比较。中美规范地面粗糙度类别划分标准类似,但重现期和平均时距不同。对不同时距和重现期基本风速进行换算,同时考虑中美规范风荷载分项系数、风向系数的不同。最后通过算例对比分析,为海外工程设计提供风荷载计算参考。就风荷载沿高度分布而言,建筑物下部美国规范算得的风荷载比中国规范算得的风荷载大,建筑物上部美国规范算得的风荷载与中国规范算得的风荷载基本相同。     

中美结构设计规范风荷载计算比较

风荷载是各种工程结构的重要设计荷载,笔者详细地比较了中国《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）和美国《建筑物和其他结构最小设计荷载》（ASCE/SEI 7-05）规范中基本风速、地形/高度系数、体型系数和动力放大系数等参数的异同.在此基础上利用中美规范计算比较了若干建筑物和中心支撑钢框架的主体结构风荷载.美国规范计算的建筑物主体结构的风荷载值大约高出中国规范计算值的10％～20％.     

石化装置开敞式钢框架风荷载计算的中美规范对比分析

基本风速或风压、高度影响系数、风振影响系数(阵风影响系数)及体形系数是影响石化装置中开敞式钢框架风荷载计算的重要因素。通过对美国《石油化工和其他工业设施的风荷载导则》及中国《建筑结构荷载规范》中关于开敞式钢框架风荷载计算方法和影响因素进行对比分析,为石化装置中开敞式钢框架风荷载计算方法提供一定的参考。     

NB/T47041和美国UBC/IBC标准中基本风参数的转换

以NB/T47041、UBC-97、IBC-2009、IBC-2012对应的风荷载设计规范GB 50009—2012、UBC—97、ASCE/SEI7—05、ASCE/SEI7—10中的基本风压为研究对象,阐述基本风压的不同源于基本风速的不同。分析了影响基本风速的6个因素,指出这4个风荷载设计规范的主要差异体现在平均风速的时距及重现期的规定上不一致。通过比较平均风速时距的换算方法,给出两种计算方法解决了平均风速在GB 50009和UBC—97之间转换时时距不同的问题,并强调从工程角度而言此两种方法的计算精度类似;提出了考虑重现期的建议。特别指出:由于ASCE7—05与ASCE/SEI7—10计算出的风荷载是一样的,因此在工程计算时,可以按ASCE/SEI7—05对应的风速或风压与GB 50009—2012进行转换。     

基于ASCE7-10的石化静设备抗震设计解析

美国压力容器设计标准ASMEⅧ-12(2019版)以及与储罐设计标准API 650(2019版)的抗震设计准则或方法均来源于美国荷载规范ASCE 7-10(2010版)。文章从抗震设防水准与目标、风险类别与抗震重要度系数、抗震设计反应谱、地震作用计算、构架支撑设备抗震计算、载荷组合与抗震验算准则以及其他抗震设计要求等方面解析了基于ASCE 7-10(2010版)的石化静设备抗震设计方法,并对抗震设计方法的特点进行了总结,以期为执行国外工程项目以及推进我国石化静设备抗震设计技术的发展提供参考。     

美国ASCE 7-10规范在陆地钻机抗震设计中的应用

本文以750短吨钩载的俄罗斯陆地钻机为例,着重阐述如何根据美国ASCE 7-10规范进行反应谱法(振型分解法)抗震设计。并根据API SPEC 4F-2013规范所推荐文章给出钻机的大钩载荷、转盘荷载和立根荷载在地震分析时经验组合方法。     

中美石油化工工艺管道抗震规范的对比研究

抗震设计已经成为现代化工程设计尤其是海外工程项目非常重要的组成部分。对于海外项目,熟悉并了解国外规范尤其是美国规范是抗震设计的基本前提。主要通过对现行石油化工非埋地金属管道抗震标准SH/T 3039与美国规范ASCE 7和UBC 1997中关于管道抗震设防目标、管道抗震验算条件、地震系数计算、基本荷载组合中荷载分项系数取值几个核心方面的比较分析,得出中美管道抗震标准的异同,以此来加深对美国石油化工非埋地金属管道抗震规范的了解和掌握。     

基于ANSYS的LNG储罐风载荷效应数值分析

为研究风载荷对大型全容式LNG储罐的影响,以某项目16万m3储罐为模型,借助ANSYS有限元软件,搭建LNG储罐精细化模型。依照《建筑结构荷载规范》,计算储罐墙体和穹顶处风压值,借助APDL工具,为有限元模型单元加载差异化风载荷,仿真分析风载荷效应。数值分析结果表明,风载荷产生的位移和应力相对较小,并非控制工况。分析了结构相对薄弱处的位移和应力规律,可供相关工程和设计人员参考。     

美国结构设计规范体系简介

随着"一带一路"战略的提出和实施,越来越多的中国公司将会参与到国际工程建设中。美国结构设计规范作为国际通用规范之一,准确掌握和灵活应用美国结构设计规范对于我国结构设计人员至关重要。美国结构设计规范体系主要由源文件、公认标准、规范三部分构成,且这三部分之间依次成递进的关系。现行美国结构设计规范主要有IBC和NFPA 5000两套规范,利用美国规范标准进行结构抗震设计时可以直接按照ASCE 7的相关规定进行计算分析,并参考其他结构设计规范的相关规定来完成结构设计。     

中美规范扩展基础计算差异

GB50007—2011《建筑地基基础设计规范》^([1])(以下简称中国规范)和ACI318M—11《Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary》^([2])(以下简称美国规范)在扩展基础的抗剪切、抗冲切和抗弯计算方法存在较大差异,对基础计算截面位置、公式表达等方面均有不同,对计算结果也产生较大影响。通过对扩展基础抗弯、抗冲切和抗剪切计算模式进行了辨析,对中国规范和美国规范影响扩展基础计算的因素进行对比分析,由于两国规范对基础破坏机理认识上存在不同,导致两国规范在强度取值、计算条件、计算截面位置、荷载图形和位置等方面的规定存在一定差异,从而使得基础底板计算厚度及配筋差异较大。算例计算结果表明,基础计算高度由抗冲切模式控制,且由美国规范计算的基础抗冲切高度比中国规范计算的基础抗冲切高度大,由抗弯计算确定的基础主筋按中国规范计算结果比按美国规范计算结果少配筋31%。     

半潜式平台在码头防台风中的风载荷计算方法

为确保半潜式平台在码头防台风系泊时得到更精确的风载荷,以得到合理的系泊布置方式,以2座半潜式平台为研究对象,采用美国石油协会(API)规范、挪威石油标准化组织(NORSOK)规范和国内《港口工程荷载规范》中风载荷经验公式进行精细的理论计算,将其结果与精细模型和简化模型的风洞试验结果进行比较,分析得到各经验公式设计的冗余...     

中美规范钢筋和混凝土强度换算

中国和美国的结构设计规范在计算方法、材料强度取值和保证率、试件尺寸形状以及构造要求不同,最后导致两者的计算结果有很大差异。要比较混凝土构件采用这两种规范计算的结果,必须先将相同的材料按各规范试验方法和取值方法进行换算。通过ACI 318M—11《美国房屋建筑混凝土结构规范及条文说明》与GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》的基本假定和从材料强度保证率出发,分析比较两本规范在设计参数取值上的不同,推导出中国常用的钢筋和混凝土按美国规范取值强度指标的换算关系。最后换算出常用钢筋和混凝土按美国规范取值的强度指标。     

中美规范钢筋混凝土梁纵筋和箍筋对比分析

中美砼结构设计采用的可靠度表达方式有一定的相似之处,但在荷载和材料强度的取值水平上有很大区别,导致配筋量和安全度存在较大的差异。通过中国混凝土结构设计规范与美国房屋建筑混凝土结构规范的基本假定、荷载组合、材料保证率和设计表达式,推导出单筋矩形截面梁的纵筋计算公式以及箍筋计算公式。分析比较两本规范在设计方法、设计参数取值上的不同,最后通过计算实例比较两本规范纵筋和箍筋计算结果的差异。该算例,按美国规范设计,纵筋将增加9%,箍筋将增加59%。     

两器框架结构的荷载组成及影响分析

两器框架结构是一种受力复杂的高层构筑物,作用在结构上的荷载类型众多,不同类型荷载对结构的影响大不相同。文章根据两器框架结构上各种类型荷载的作用特点,将其归纳为6种:设备荷载、平台荷载、管线风荷载、设备风荷载、地震荷载、框架结构风荷载。根据相关标准和规范要求,对6种荷载作用下的结构进行了计算分析,并对结构侧移数据进行了统计和对比,重点讨论了与风荷载相关的荷载因素对结构侧移的影响,同时对设备风荷载、管线风荷载、结构整体风荷载的统计和计算提出了建议。     

开敞式钢框架风荷载计算中的不确定性及对策

开敞式钢框架不同于民用多高层建筑,没有维护墙,整个结构骨架、平台、栏杆梯子和设备等全都暴露在风的作用下。设备等质量源在空间上分布不均匀性及平台或梁错层等因素使结构动力特性更复杂。因此。该类结构静力和动力风荷载计算存在诸多不确定性。     

某加油站网架罩棚安全性的检测鉴定分析

依据GB/T 50621—2010《钢结构现场检测技术标准》、GB/T 50344—2004《建筑结构检测技术标准》、JGJ7—2010《空间网格结构技术规程》和GB/T 50205—2001《钢结构工程施工质量验收规范》,对未提供设计文件的某加油站钢结构网架罩棚进行了安全性鉴定,依据GB50292—2015《民用建筑可靠性鉴定标准》,利用3D3S设计软件进行设计验算,综合现场实测数据和验算结果,经分析得出了鉴定意见及防腐和加固等处理措施,可为类似加油站钢结构罩棚安全性鉴定提供参考。     

既有屋面光伏电站组件支架基础设计实践

在既有屋面进行光伏电站建设时,根据不同建筑屋面采取相应的光伏组件基础形式,对于保证既有屋面结构安全及光伏电站平稳运行十分关键。在调研总结了光伏组件常用基础形式的基础上,选用后锚固化学连接法对既有非上人钢筋混凝土平屋面光伏组件的基础设计为例,提供了既有屋面荷载校核及计算分析过程,提出了通过热镀锌防腐、选用D级钢防止低温脆断等方案确保组件支架基础稳定,以及通过加强防水处理、分散放置施工材料与设置屋面观察孔等措施保障既有屋面结构安全。工程项目应用实践表明,该种基础形式稳定可靠,实用可行。     

中美规范钢筋混凝土大偏压柱配筋比较

中美规范均采用以可靠度理论为基础的极限状态设计法,但抗力项中国规范采用的是设计强度,美国规范采用的是名义强度,然后乘以强度折减系数后获得设计强度。同时荷载项中荷载分项系数和组合不同也不同。通过美国房屋建筑混凝土结构规范与中国混凝土结构设计规范的基本假定,分别推导出钢筋混凝土大偏压柱的配筋计算公式,分析比较中、美规范钢筋混凝土大偏压柱在设计方法、设计参数取值上的不同,最后通过计算实例比较中、美规范钢筋混凝土大偏压柱纵筋计算结果的差异。     

反应器再生器框架结构风荷载的两种计算方法

风荷载是影响高层钢结构建、构筑物设计的主要因素，风荷载计算方法的不同，将直接影响设计的计算结果、计算效率及其准确性。笔者根据石化装置反、再框架结构特点，归纳了两种结构构件体型系数的计算方法，确定并推荐了一种风荷载计算方法。