中文版 ASCE-7-10 美国建筑荷载规范.pdf

美国 ASCE 7-10《建筑物和其他结构最小设计荷载》 （ASCE 7-10 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures ）

美国 2010 年新版荷载规范 ASCE/SEI 7-10“Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures”共分 31 章和 4 个附录以及使用说明。

需要指出的是，ASCE/SEI 7-10 的第 6 章之所以为空白，是由于为了便于设计人员理解和应用，ASCE7-10 对风荷载的规定进行了全面改写，并将风荷载的规定从原来的第 6 章扩充为六个章节（第 26 章到第 31 章）。为了与降低了的风载系数相适应，ASCE7-10 给出了新的极值风速分布图。
ASCE/SEI 7-10 的第九章之所以作为空白，是由于与 ASCE/SEI 7-02 相比，ASCE/SEI 7-10 对抗震设计做了较大的调整，原规范仅用第 9 章一章给出了所有有关抗震设计的规定。为了能使修订后的新规范在抗震设计部分的上下文内容上具有更强的逻辑性，使之能更加清楚准确地反映抗震设计的有关内容（如抗震设防标准和地震动参数的取值及地震作用效应组合等 ），ASCE/SEI 7-10 重新组织了抗震设计的规范条文，分多个章节给出了有关抗震设计的详细规定。由于要继续保留原有第 10 章“大气环境下的覆冰荷载”，为保证抗震设计规定的连贯性，新规范将原来作为抗震设计的第 9 章暂时留为空白。从 11 章至 23 章共分 13 个
章节另加两个附录“11A 和 11B”分别给出抗震设计的有关规定。
ASCE/SEI 7-10 是按概率极限状态设计原则和结构可靠度理论编制的，统一了美国各种结构设计规范的基本设计原则和荷载取值标准（包括地震作用的取值标准）及荷载组合原则、荷载分项系数及组合系数的取值规定等，类似于我国的荷载规范，并包括了类似于我国抗震规范中的抗震设防标准、地震动参数及地震作用的取值标准等内容。
ASCE/SEI 7-10 的编制者认为，各种荷载组合的概率，以及某些荷载超载的概率，应该说与结构物所用的材料类别无关。从这一概念出发，美国标准化协会ANSI 组织编制了这样一本以概率理论为基础的适用于各种建筑材料建造的建筑物的荷载规范国家标准，其第一版为 ANSI A58.1：1982A58.1-1982 “MinimumDesign Loads for Buildings and Other Structures”，其最新版本为 ASCE/SEI7-10“Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures”，作为美国各种结构设计规范统一的概率设计准则和荷载取值依据。

内容摘抄：

1 总则
1.1 适用范围
本标准提供了符合建筑法规规定的建筑物和其他结构的最小设计荷载的相关规定。给出了荷载抗力系数设计法（LRFD）和容许应力设计法（ASD）的荷载组合规定。
1.2 术语和符号
ASCE/SEI 7-10 1.2 节列出了本标准常用术语的定义及常用符号的解释。
与 ASCE/SEI 7-05 不同的是，ASCE/SEI 7-10 提出了新的建筑结构分类方法，即按建筑结构风险类型进行分类。ASCE/SEI 7-10 1.2 节给出了“风险类型”的定义，即风险级别是为了确定建筑及其他结构上的洪水荷载、风荷载、雪荷载、覆冰荷载、地震荷载，根据建筑结构可能产生的风险进行建筑结构的分类。
1.3 基本规定
1.3.1 强度和刚度
规范规定建筑和其他结构必须具有足够的强度和刚度来保证自身的稳定和非结构构件不产生不可接受的破坏。同时也必须满足 1.3.2 节提出的适用性的要求。
ASCE/SEI 7-10 规定的强度设计方法有三种：荷载抗力系数设计法（LRFD）、容许应力设计法（ASD）和基于性能的设计方法（Performance-Based Procedures）。
荷载抗力系数设计法（LRFD）采用分项系数的设计表达式，设计表达式中的荷载系数和抗力系数是通过可靠度校准分析，并结合工程经验校准确定的。
容许应力设计法（ASD）采用单一安全系数的设计表达式，安全系数主要是根据工程经验校准，并与 LRFD 设计法的安全度设置水平相协调确定的。
基于性能的设计方法（Performance-Based Procedures）采用分析或者分析与试验相结合的方法，并与 LRFD 设计法的安全度设置水平相协调。采用此法时需要获得有关当局的批准。
1.3.1 的条文说明中指出，建筑和其他结构必须满足强度极限状态的要求。
结构构件在抵抗荷载作用下引起的屈曲、屈服、拉断和其他不可接受的性能等方面应有一定的安全储备。
附录 C 的条文说明的表 C.1.3.1a 和表 C.1.3.1b 分别给出了不同建筑类别对应的可靠指标及失效概率。

（略）

2 荷载组合
2.1 一般规定
建筑物和其它结构应该按第 2.3 或 2.4 节的规定设计，结构构件如果按特定的材料标准和规范设计时，应符合 2.3 或 2.4 节的规定。
2.2 符号说明
—偶然事件 A 引起的荷载或荷载效应；D—恒荷载； —覆冰荷载; E—地震作用；F—水压力； —洪水压力；H—侧向土压力，地下水压力；L—活荷载；Lr—屋面活荷载； R—雨水荷载； S—雪荷载；T—自应变荷载； W—风荷载。 —根据第 10 章确定的风雪荷载。
2.3 荷载抗力系数设计法（LRFD）的荷载组合
2.3.1 应用范围
在 2.3.2 节中给出的荷载组合和荷载系数仅适用于符合材料标准所规定的材料的情况。
2.3.2 基本组合
为了使设计强度等于或大于荷载效应，结构、构件和基础应按下列荷载组合进行设计：
1. 1.4D；
2. 1.2D+1.6L+0.5( 或 S 或 R) ；
3. 1.2D+1.6( 或 S 或 R)+(L+0.5W)；
4. 1.2D+1.0W +L+ 0.5( 或 S 或 R)；
5. 1.2D+1.0E+L+0.2S；
6. 0.9D+1.0W；
7. 0.9D+1.0E
例外：
(1) 在荷载组合 1、4、5 中，除车库和公共聚集场所外，当活载 L 依照本规范表 4-1 规定的 的取值小于或等于 100psf（4.79 ）时，L 的荷载系数可取为 0.5；
(2) 在荷载组合 2、4 和 5 中，S 既可以是平屋面雪荷载也可以是坡屋面雪荷载。
在荷载组合 1~5 和 7 中，水压力 F 参与组合时，F 的荷载系数取与恒载的相同。
当荷载 H 参与组合时，如果 H 增大了主要荷载的效应，则 H 和该主要荷载的荷载系数应取为 1.6；如果 H 减小了主要荷载的效应，则 H 和该主要荷载的荷载系数应取为 0.9，该主要荷载可以是永久荷载或是荷载系数为 0 的荷载。
应按上述每一种荷载组合进行结构的极限状态验算。应该结合实际情况，分别考虑由于风荷载或地震荷载造成的最不利情况，但两者不必同时考虑。
2.3.2 的条文说明指出，荷载组合 4 和 6 的风荷载系数已从 ASCE7-05 的 1.6修订为 ASCE7-10 的 1.0。这种减小是必要的，因为在第 26 章对基本风速的取值进行了修订。正如第 26 章的条文说明中解释的，由于针对建筑物的不同风险级别分别给出了不同的基本风速分布图，并指出了不同的超越概率、年超越概率和平均重现期 MRI（Mean Recurrence Interval），因而不需要再考虑重要性系数和风荷载系数。风险级别为Ⅰ级的建筑物，图 26.5-1C 中给出的基本风速 50 年的超越概率为 15%（年超越概率为 0.00333， MRI=300 年）；风险级别为Ⅱ级的建筑物，图 26.5-1A 中给出的基本风速 50 年的超越概率为 7%（年超越概率为 0.00143，MRI=700 年）；风险级别为Ⅲ、Ⅳ级的建筑物，图 26.5-1B 中给出的基本风速 50带格式的: 德语(德国)域代码已更改年的超越概率为 3%（年超越概率为 0.000588，MRI=1700 年）。 与 ASCE 7-05 标准比，取消了飓风多发的沿海地区和其余危险不连续的地区，从而更好地考虑风和地震的影响。
荷载组合6 及7适用于由于侧向力和重力荷载产生的结构反应彼此抵消的情况。

2.3 节的荷载组合要求只适用于承载能力极限状态。正常使用极限状态和相关的荷载系数在本标准的附录 C 给出
条文说明中同时指出，特殊情况下允许荷载 S 出现在组合 2、4 和 5，以考 虑第 7.3 节定义的屋顶平台和第 7.3 节的斜屋顶的雪负载。漂移和不平衡雪荷载作为主要的荷载，已包含在组合 3 中。
2.3.3 考虑洪水荷载的荷载组合

（略）

内容索引：

目录
0 规范内容简介..1
1 总则..................7
1.1 适用范围........................................7
1.2 定义和解释....................................7
1.3 基本要求........................................7
1.3.1 强度和刚度.........................7
1.3.2 适用性.................................8
1.3.3 自应变.................................8
1.3.4 分析.....................................8
1.3.5 结构抗力的作用...............9
1.4 结构的整体稳固性........................9
1.4.1 结构整体稳固性验算的荷载组合..............................9
1.4.2 传力路径的连接.................9
1.4.3 侧向力.................................9
1.4.4 支承上的连接.....................9
1.4.5 结构墙的锚固.....................9
1.4.6 偶然事件的荷载...............10
1.5 建筑物和其他结构的分类.............10
1.5.1 风险级别...........................10
1.5.2 复杂风险类型...................11
1.5.3 毒、剧毒、爆炸性物质...11
1.6 既有建筑物的维护和改造..........11
1.7 荷载试验......................................11
1.8 引用标准和其他文件....................11
2 荷载组合........11
2.1 一般规定......................................11
2.2 符号说明......................................12
2.3 荷载抗力系数设计法（LRFD）的荷载组合.....................12
2.3.1 适用范围.............................12
2.3.2 基本组合.............................12
2.3.3 考虑洪水荷载的荷载组合..13
2.3.4 考虑覆冰荷载的荷载组合..13
2.3.5 考虑自应变的荷载组合......13
2.3.6 考虑偶然事件的荷载组合..14
2.4 容许应力设计法（ASD）的荷载组合...............................14
2.4.1 基本组合..............................14
2.4.2 考虑洪水荷载的荷载组合.......................................15
2.4.3 考虑覆冰荷载的荷载组合..15
2.4.4 考虑自应变的荷载组合......15
2.5 考虑偶然事件的荷载组合..........15
10 大气环境下的覆冰荷载...................15
10.1 一般规定................................15
10.1.1 特殊场地的研究.........15
10.1.2 动荷载.........................16
10.1.3 例外.............................16
10.2 定义........................................16
10.3 符号说明................................16
10.4 冻雨产生的覆冰荷载............16
10.4.1 覆冰重量.....................16
10.4.2 名义覆冰厚度.............17
10.4.3 高度系数 ................17
10.4.4 重要性系数.................17
10.4.5 地形系数.....................17
10.4.6 冻雨覆冰的设计厚度.17
10.5 覆冰结构上的风荷载............17
10.5.1 覆冰烟囱、水箱和类似结构上的风荷载..........18
10.5.2 覆冰实心独立墙和实心标牌上的风荷载..........18
10.5.3 覆冰开敞式标牌和格构式框架上的风荷载......18
10.5.4 覆冰塔架上的风荷载.18
10.5.5 覆冰拉索电缆上的风荷载..................................18
10.6 冻雨的设计温度....................18
10.7 局部荷载................................18
10.8 设计方法................................18
10.9 引用标准和其他文件............19
26 风荷载：总体要求...........................19
26.1 方法........................................19
26.1.1 一般规定.....................19
26.1.2 允许的设计方法.........20
26.2 定义........................................20
26.3 符号和注释............................21
26.4 一般规定................................21
26.4.1 符号法则.....................21
26.4.2 临界荷载情况.............21
26.4.3 作用于建筑物背面的风荷载..............................21
26.5 风载分布图............................21
26.5.1 基本风速.....................21
26.5.2 特殊风区.....................21
26.5.3 从当地气候数据估计基本风速..........................22
26.5.4 限制.............................22
26.6 风向........................................22
26.7 暴露类别................................22
26.7.1 风向和风区.................22
26.7.2 地面粗糙度类别.........22
26.7.3 暴露类别.....................23
26.7.4 相应于暴露类别的有关规定 .............................23
26.8 地形效应................................23
26.8.1 风过小山、山脉和悬崖时的提速......................23
26.8.2 地形系数.....................24
26.9 阵风效应................................24
26.9.1 阵风影响系数.............25
26.9.2 频率的确定.................25
26.9.3 近似固有频率.............25
26.9.4 刚性建筑或其他结构.2627
26.9.5 柔性或动力敏感的建筑或其他结构..................26
26.9.6 理论分析.....................27
26.9.7 限制.............................27
26.10 开敞程度分类......................27
26.10.1 概述...........................27
26.10.2 开口...........................27
26.10.3 玻璃开口保护...........27
26.10.4 多重分类...................27
26.11 内压系数..............................27
26.11.1 内压系数...................27
27 作用在建筑物上的风荷载——主要抗风体系（Directional Procedure）.........................28
27.1 一般规定................................28
27.1.1 建筑类型.....................28
27.1.2 条件.............................29
27.1.3 限制.............................29
27.1.4 遮护.............................29
第一部分：各种高度的封闭、部分封闭和开敞建筑物....29
27.2 总体要求................................29
27.2.1 按照第 26 章的规定确定风荷载参数................30
27.3 风速压力................................30
27.3.1 风速高度高度变化系数......................................30
27.3.2 风压.............................30
27.4 风荷载——主要抗风体系....30
27.4.1 各种高度的封闭、部分封闭刚性建筑..............30
27.4.2 封闭、部分封闭的柔性建筑..............................32
27.4.3 具有单坡顶盖、双坡顶盖、槽型顶盖的开敞建筑...................................32
27.4.4 挑檐.............................32
27.4.5 女儿墙.........................32
27.4.6 设计受荷情况.............32
27.4.7 最小设计风荷载.......33
第二部分：有简单横隔墙的高度小于等于 48.8m 的封闭建筑.....................................33
27.5 总体要求....................................34
27.5.1 设计步骤.....................33
27.5.2 条件.................................34
27.5.3 按照第 26 章规定确定的风荷载参数................34
27.5.4 横隔墙的柔性...........34
27.6 风荷载——主要抗风体系........................................34
27.6.1 墙面和屋面.................34
27.6.2 女儿墙.........................35
27.6.3 挑檐...............................36
28 作用在建筑物上的风荷载——主要抗风体系（Envelope Procedure）............................36
28.1 一般规定................................36
28.1.1 建筑类型.....................36
28.1.2 条件.............................36
28.1.3 限制.............................36
28.1.4 遮护.............................36
第一部分：封闭和部分封闭的低层建筑物................................37
28.2 总体要求....................................37
28.2.1 按照第 26 章规定确定的风荷载参数................37
28.3 风速压力................................37
28.3.1 风速高度变化系数.....37
28.3.2 风压.............................37
28.4 风荷载——主要抗风力体系37
28.4.1 低层建筑设计风压力.37
28.4.2 女儿墙.............................39
28.4.3 挑檐.............................39
28.4.4 最小设计风荷载.........39
第二部分：有简单横隔墙的封闭低层建筑物........................39
28.5 总体要求................................39
28.5.1 按照第 26 章的规定确定风荷载参数................39
28.6 风荷载——主要抗风力体系....40
28.6.1 一般规定.........................40
28.6.2 条件.................................40
28.6.3 设计风荷载.................40
28.6.4 最小设计风荷载.........41
29 作用在其他结构和附属建筑物上的风荷载——主要抗风体系.....................................41
29.1 一般规定................................41
29.1.1 结构类型.....................41
29.1.2 条件.............................42
29.1.3 限制.............................42
29.1.4 遮护.............................42
29.2 总体要求................................42
29.2.1 第 26 章的规定确定风荷载参数........................42
29.3 风速压力....................................43
29.3.1 风速高度变化系数.........43
29.3.2 风压.................................43
29.4 设计风荷载——实心独立墙和实心标牌.....................43
29.4.1 实心独立墙和实心独立标牌..............................43
29.4.2 实心固定标牌.............43
29.5 设计风荷载——其他结构....43
29.5.1 h<18.3m 的建筑上的屋面结构设施...................44
29.6 女儿墙....................................44
29.7 挑檐........................................45
29.8 最小设计风荷载....................45
30 风荷载——构件及围护结构...........45
30.1 一般规定................................45
30.1.1 建筑类型.....................45
30.1.2 条件.............................45
30.1.3 限制.................................46
30.1.4 遮护.................................46
30.1.5 透气性围护构件.........46
30.2 总体要求................................46
30.2.1 第 26 章载明的风荷载参数................................46
30.2.2 最小设计风压力.........46
30.2.3 从属面积大于65 .46
30.2.4 风载体型系数.............46
30.3 风速压力................................46
30.3.1 高度变化系数.............46
30.3.2 风压...............................47
第一部分：低层建筑.......................47
30.4 建筑类型................................47
30.4.1 条件.............................47
30.4.2 设计风压...................47
第二部分：低层建筑（简化）.......47
30.5 建筑类型................................47
30.5.1 条件.............................47
30.5.2 设计风压...................48
第三部分：高度大于 18.3m 的建筑........................................48
30.6 建筑形式................................48
30.6.1 条件...........................48
30.6.2 设计风压...................48
第四部分：建筑高度小于等于 48.8m 的建筑（简化）........50
30.7 建筑形式................................50
30.7.1 风荷载——构件及围护构件..............................50
第五部分：开敞建筑.......................51
30.8 建筑形式................................51
30.8.1 条件.............................51
30.8.2 设计风压...................51
第六部分：附属建筑和屋顶结构和设施................................51
30.9 女儿墙........................................52
30.10 挑檐......................................52
30.11 高度小于等于 18.3m 的建筑的屋顶结构和设施....52
31 风洞试验..52
31.1 一般规定................................52
31.2 试验条件....................................53
31.3 动力响应................................53
31.4 荷载效应................................53
31.4.1 荷载效应的平均重现期......................................53
31.4.2 风速的限制.................53
31.4.3 荷载的限制.................53
31.5 风载碎片................................54

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