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“美标”钢结构设计(2014-02-22 09:09:06)分类：国际贸易常用单位换算。“美标”钢结构设计介绍系列之一在当今世界经济一体化的大潮中，各国的钢结构领域也不免会相互渗透，因为所建的工程所在地与设计单位及施工单位往往可能不是一个国家，所执行的标准也会不尽相同。因此，我们往往会听到诸如“国标”、“美标”、“欧标”等称呼，分别代表着执行的是“中国标准”、“美国标准”、“欧洲标准”。这里我们将陆续介绍“美标”的钢结构设计内容，并且从设计师角度将其中的细节与中国规范作一些类比，其中也会涉及到钢结构行业的某些我们常用的专业词汇的英语表述方式。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 kg1 lb = 4.448 N = 453.592 g1 KN = 0.2248 kips力矩单位1 ft.-kips = 1.356 KN-m1 KN-m = 0.7376 ft.-kips分布荷载单位psf （lb/ft2）1 kips/ft2 = 14.59 KN/m1 kips/ ft2 = 47.88 KN/1 KN/m = 0.06852 kips/ft1 KN/ = 0.02089 kips/ ft21 psf = 47.88 N/应力单位1 ksi = 6.895 Mpa1 Mpa = 0.145 ksi精度控制1、荷载：1 psf；10 lb/ft.；100-lb2、跨度，长度：0.1 ft.3、反力：0.1 kips4、力矩：0.1 ft-kips一些常量钢材E = 29000 kips/in.2容重 = 490 lb/ft2材料及型钢截面分类表示。“美标”钢结构设计介绍系列之二材料钢结构材料主要参照的标准是“美国试验及材料协会”ASTM（American Society for Testing and Materials）。容许应力设计手册（ASDM）中列出ASTM中的以下一些常用结构钢，屈服应力Fy从32到100ksi，抗拉强度Fu从58到130ksi。A36：最常用的钢材，屈服强度36ksi（厚度不超过8in.）高强钢A572 grade50高强钢A992，最小抗拉强度Fu有65ksi，屈服强度50-65ksi。耐候钢A588和A242，常用在桥梁与外露建筑中。开口性截面容许应力设计手册（ASDM）中的热轧型钢截面有六种：宽翼缘和混杂形H型钢W，M（Wide flange and miscellaneous）普通工字钢S（American standard beam）桩承H型钢HP（Bearing pile）槽钢C，MC（American standard and miscellaneous channels）角钢L（Angles）T型钢WT，ST，MT（Structural tees）其中宽翼缘H型钢截面抗弯最为有效，因为它有着宽翼缘和薄腹板，因此在相同线重量的前提下有着很好的抗弯刚度。这种形式的截面梁由Henry Gray发明，Henry Gray是英国人，1870年移民美国，1897年提出，1902年在一家德国钢厂诞生，1908年在美国Bethlehem钢厂轧制。工字钢、槽钢的翼缘根部有一个坡度，这是考虑当翼缘受到大的局部集中荷载时，比如悬挂吊车会用到，此时翼缘是一个悬臂板了，所以根部会厚些。型钢的最常用的表示方法如W36x135，表示截面高度大约为36in.（说大约是因为所有W36系列用的同一套滚轴，腹板净高是固定值，而腹板厚度、翼缘厚度及宽度是可变的），135代表这种截面135lbft.。最大高度是W40。M型的规格是非常规的，较少采用。M、S、HP、C、MC、WT、ST、MT型截面的表示方法与之相同。角钢的表示方法与我们习惯的方法相同，仅仅是英制单位不同。闭口性截面还有三种管截面HSS（Hollow Structural Section）圆管（round HSS），方管（square HSS），矩形管（rectangular HSS）对于圆管材料ASTM A53B级（Fy=35ksi,Fu=60ksi），按压力等级来分如P4、PX4、PXX分别表示直径为4in.的标准厚度管、加厚和特厚管。在非ASTM材料时，圆管用保留直径和壁厚三位小数的方式表示，如HSS 5.563 x 0.258表示直径为5.563in.壁厚为0.258in.的圆管，方管和矩形管的表示方法如HSS