AISI S100-16 (2020) w/S2-20 是《北美冷弯薄壁型钢结构设计规范》的现行有效版本,全称为:
North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members, 2016 Edition (Reaffirmed 2020) with Supplement 2, 2020 Edition
一、制定与适用范围
- 由美国钢铁协会(AISI)、加拿大标准协会(CSA Group)和墨西哥钢铁工业商会(CANACERO)联合制定。
- 适用于厚度 ≤ 1 in.(25.4 mm)的碳钢或低合金钢冷弯成型结构构件,可用于建筑及非建筑结构 。
- 在加拿大、墨西哥、美国三国通用,但各国附录不同(附录 A 用于美、墨;附录 B 用于加拿大)。
二、设计方法
规范同时整合了三种设计体系:
- 允许强度设计(ASD)——美、墨
- 荷载与抗力系数设计(LRFD)——美、墨
- 极限状态设计(LSD)——加拿大
对同一极限状态,分别给出安全系数 Ω(ASD)和抗力系数 φ(LRFD/LSD),设计者按需选用 。
三、主要章节与内容概览
- A 章 范围、定义、符号
- B 章 构件截面特性、有效宽度、剪力滞后、厚度容许偏差
- C 章 结构稳定性(直接分析法、放大一阶法等)
- D 章 受拉、受压、受弯、剪切、组合受力构件设计
- E–H 章 局部-扭曲-整体屈曲强度(有效宽度法 & 直接强度法)
- J 章 连接(螺栓、焊缝、自攻螺钉、动力驱动紧固件等)
- K 章 试验与数值验证方法
- 附录 1 有效宽度法详细规定
- 附录 2 局部/扭曲/整体屈曲的解析与数值计算方法
四、S2-20 补充要点(2020 补充 2)
- 更新引用标准(AISI 9900 系列试验标准、ANSI/AISC 360 螺栓强度表等)。
- 增加动力驱动紧固件(PAF)在冷弯钢轨道与混凝土之间的剪拔强度公式。
- 将隔板设计的抗力/安全系数表整体移至 AISI S310 标准。
- 明确有效宽度法与直接强度法适用的 h/t 和 Fy 上限(表 B4.1-1)。
- 删除对 AISI S240、S400、MH16.3、SDI C 等标准的重复引用,避免冲突。
- 简化 K2.1.1 统计表,仅保留与楼屋面钢面板相关的条款 。
五、使用要点
- 当构件形状或受力状态超出规范公式范围时,允许采用试验、试验+分析或纯工程分析方法,但需按规范给定的 Ω/φ 限值取值 。
- 对于稳定性设计,规范推荐直接分析法(含初始缺陷与刚度折减),也允许使用放大一阶弹性分析(B1、B2 系数法)。
- 冷弯成型导致的角部厚度减薄被豁免,但其余部位交付厚度不得小于设计厚度 t 的 95 % 。
