做钢结构的往往会听到诸如“国标”、“美标”、“欧标”等称呼，它们分别代表着执行的是“中国标准”、“美国标准”、“欧洲标准”。对于经常做钢结构出口项目的三维钢构来说，这几种标准都是经常被用到的。尤其是三维钢构的太阳能支架——长期与美国光伏行业排名前三的公司长期合作。凭借多年钢结构出口经验，三维钢构今天就和大家一起来交流一下美标钢结构设计的那些事儿！
首先介绍的就是关于单位的换算问题，我们目前采用的是“国际单位制”，而“美标”仍然延续“英制单位”，这似乎让人难以理解，但事实就是这样，单位制不仅是表面上的换算的问题，而是渗透到了整个体系习惯，比如型钢的系列规格尺寸，比如规范中涉及到的某些尺寸的条款，还比如我们所熟知的像“7.85”这样熟悉的数值在“美标”中又是多少呢？下面将列出钢结构专业中常常用到的单位换算以及一些常量数值。
[长度单位]
in.（英寸）
ft.（英尺）
yd.（码）
mi.（英里）
1 in. = 25.4 mm // 1 mm = 0.03937 in.
1 ft. = 0.3048 m =304.8 mm // 1 m = 3.28084 ft.
1 yd. = 3 ft.
1 mi. = 5280 ft.
[力的单位]
kips（千磅）
lb（磅）
1 kips = 4.448 KN = 453.592 kg
1 lb = 4.448 N = 453.592 g
1 KN = 0.2248 kips
[力矩单位]
1 ft.-kips = 1.356 KN-m
1 KN-m = 0.7376 ft.-kips
[分布荷载单位]
psf （lb/ft2）
1 kips/ft = 14.59 KN/m
1 kips/ft2 = 47.88 KN/m2
1 KN/m = 0.06852 kips/ft
1 KN/m2 = 0.02089 kips/ft2
1 psf = 47.88 N/m2
[应力单位]
1 ksi = 6.895 MPa
1 Mpa = 0.145 ksi
[精度控制]
1、荷载：1 psf；10 lb/ft.；100-lb
2、跨度，长度：0.1 ft.
3、反力：0.1 kips
4、力矩：0.1 ft-kips
[一些常量]
钢材E = 29000 kips/in.2
容重 = 490 lb/ft2
其次是要提到是“美国钢结构协会AISC”（The American Institute of Steel Construction），由其颁布的两套规范，或者说是两种设计钢结构的方法最为常用：
“容许应力法ASD”（allowable stress design）;
“荷载抗力系数法 LRFD”(The Load and Resistance Factor Design).
后者有替代前者的趋势，而且都有很多个时期的版本，2005年AISC将它们合在一起。
从上述的两个公式看似乎大同小异，但在真正的实施上，对各类构件设计，采用不同的方法，或者说是规范，安全系数及抗力系数的取值是有不同规定的。
尤其在计算设计值时，还有荷载的组合以及组合系数的取值问题。
常用的荷载组合可根据“美国土木工程师学会ASCE”（American Society of Civil Engineers）之“结构工程协会SEI”（Structural Engineering Institute）的一个规范：“建筑物及其他结构的最小设计荷载”。（ASCE/SEI 7-05）
这就相当于我们常用的《荷载规范》
先定义一下符号：
D：恒载
F：流体荷载
H：侧向土压力，水压力等
L：活荷载
Lr：屋面活荷载
S：雪荷载
R：雨水荷载
T：自应力荷载
W：风荷载
Wi：同时考虑裹冰荷载时的风荷载
E：地震荷载
Fa：洪水荷载
Di：裹冰荷载
规范指出：
ASD设计，荷载基本组合需要考虑：
D + F
D + H + F + L +T
D + H + F + (L r 或S或R)
D + H + F + 0.75(L +T) + 0.75(L r 或S或R)
D + H + F + (W 或0.7E)
D + H + F + 0.75(W 或0.7E) + 0.75L + 0.75(L r 或S或R)
0.6D + W + H
0.6D + 0.7E + H
在某些洪水经常泛滥区域，需要考虑洪水荷载Fa，具体在上面（5）、（6）、（7）式中加入一项1.5Fa（非湖海岸边的地区为0.75Fa），而且式中涉及到的E要设为0。
在需要考虑裹冰荷载时，上面（2）式中加上0.7Di；（3）式中的(L r 或S或R)用0.7Di + 0.7Wi + S来替换；（7）式中的W用0.7Di + 0.7Wi来替换。
LRFD设计，荷载基本组合需要考虑：
1.4（D + F）
1.2（D + F +T）+ 1.6（L r 或S或R）+ 0.5(L r 或S或R)
1.2D + 1.6（L r 或S或R）+ (L 或0.8W)
1.2D + 1.6W + L + 0.5(L r 或S或R)
1.2D + 1.0E + L + 0.2S
0.9D + 1.6W + 1.6H
0.9D + 1.0E + 1.6H
（3）、（4）、（5）式中的L的组合系数在某些均布活载不大于100psf的地方可以取0.5。（6）、（7）式中，当H的作用抵消了W和E的作用时，其组合系数应取0。
在某些洪水经常泛滥区域，需要考虑洪水荷载Fa，具体在上面（4）、（6）式中加入一项2.0Fa（非湖海岸边的地区为1.0Fa，但是1.6W要变为0.8W）。
在需要考虑裹冰荷载时，上面（2）式中0.5(L r 或S或R)用0.2Di + 0.5S来替换；（4）式中的1.6W + 0.5(L r 或S或R)用Di + Wi + 0.5S来替换；（6）式中的1.6W用Di +Wi来替换。
每种荷载在取值上的考虑在上述的“建筑物及其他结构的最小设计荷载”。（ASCE/SEI 7-05）中均有细致的交待。
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