鋼結(jié)構(gòu)疲勞計(jì)算

疲勞計(jì)算

通過(guò)大量全尺寸梁試件的疲勞斷裂試驗(yàn)證明：影響焊接結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的最重要因素是應(yīng)力幅（最大應(yīng)力與最小應(yīng)力的代數(shù)差）、接頭細(xì)部構(gòu)造類型，而不是最大應(yīng)力、應(yīng)力比。從而使焊接結(jié)構(gòu)的疲勞設(shè)計(jì)概念產(chǎn)生了改變，即從按最大應(yīng)力設(shè)計(jì)改變?yōu)榘磻?yīng)力幅設(shè)計(jì)的概念。

第一節(jié)最大應(yīng)力法

對(duì)非焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)用最大應(yīng)力法設(shè)計(jì)的概念還是對(duì)的。最大應(yīng)力法認(rèn)為，影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接疲勞強(qiáng)度的主要因素有最大應(yīng)力、應(yīng)力比、循環(huán)次數(shù)和缺口效應(yīng)（構(gòu)造類型的應(yīng)力集中情況）等。應(yīng)力比為絕對(duì)值最小與最大應(yīng)力之比（拉應(yīng)力取正值，壓應(yīng)力取負(fù)值），它代表了應(yīng)力循環(huán)特征。最大應(yīng)力法是依靠對(duì)結(jié)構(gòu)原型或模型的疲勞試驗(yàn)所得出的曲線，用以預(yù)估疲勞強(qiáng)度或壽命，國(guó)外通常稱為曲線，

S代表應(yīng)力，N

為以循環(huán)次數(shù)表示的疲勞壽命。

第二節(jié)常幅疲勞的應(yīng)力幅法一、焊接殘余應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響（略）二、焊接結(jié)構(gòu)常幅疲勞的容許應(yīng)力幅常幅疲勞指所有應(yīng)力循環(huán)中，應(yīng)力幅保持常量（不隨時(shí)間變化）。焊接結(jié)構(gòu)的疲勞壽命主要與應(yīng)力幅有關(guān)，而與名義應(yīng)力比無(wú)關(guān)?，F(xiàn)規(guī)范中任意循環(huán)下的容許應(yīng)力幅：（6.9）式中——參數(shù)，按構(gòu)件及連接的類型分為8類，由規(guī)范附表可得。

疲勞強(qiáng)度的計(jì)算公式為：（6.10）為名義應(yīng)力的應(yīng)力幅。其中為計(jì)算部位各次應(yīng)力循環(huán)中最大拉應(yīng)力（取正值）；為計(jì)算部位各次應(yīng)力循環(huán)中最小拉應(yīng)力（取正值）或壓應(yīng)力（取負(fù)值）。上述的應(yīng)力符號(hào)是廣義應(yīng)力，它多數(shù)情況代表正應(yīng)力，但也可能代表剪應(yīng)力（如計(jì)算角焊縫的疲勞強(qiáng)度時(shí)）。三、非焊接結(jié)構(gòu)常幅疲勞的折算應(yīng)力幅非焊接結(jié)構(gòu)一般不存在很高的殘余應(yīng)力。對(duì)應(yīng)力比的同號(hào)應(yīng)力循環(huán)，因殘余應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度影響不大，仍可用與焊接結(jié)構(gòu)相同的應(yīng)力幅進(jìn)行計(jì)算。但對(duì)的異號(hào)應(yīng)力循環(huán)，采用應(yīng)力幅計(jì)算將偏于安全太多。規(guī)范為了統(tǒng)一用一種表達(dá)式，引入了折算應(yīng)力幅的概念。計(jì)算式為：（6.11）上式實(shí)際上與最大應(yīng)力法的計(jì)算式是一致的。

第三節(jié)變幅疲勞的等效應(yīng)力幅（略）第四節(jié)吊車梁和吊車桁架的疲勞計(jì)算吊車荷載是典型的變幅荷載。規(guī)范規(guī)定，對(duì)重級(jí)工作制吊車梁和重級(jí)、中級(jí)工作制吊車桁架的疲勞應(yīng)按下式計(jì)算：（6.11）式中，為欠載效應(yīng)系數(shù)，既包含了變幅荷載的欠載，又包括了在使用基準(zhǔn)期內(nèi)循環(huán)次數(shù)N超過(guò)次的影響。表示循環(huán)次數(shù)為次的常幅疲勞的容許應(yīng)力幅。

第五節(jié)疲勞計(jì)算的特點(diǎn)和討論

1.疲勞計(jì)算的荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值，不考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)，另外動(dòng)態(tài)荷載不乘動(dòng)力系數(shù)。

2.在建筑結(jié)構(gòu)中很少遇到常幅疲勞的情況，對(duì)變幅疲勞，計(jì)算時(shí)應(yīng)預(yù)知設(shè)計(jì)應(yīng)力譜。如果設(shè)計(jì)的是一種新結(jié)構(gòu)，就不可能找到類似結(jié)構(gòu)來(lái)測(cè)定應(yīng)力譜。因此，在缺乏可用資料的情況下，變幅疲勞也可偏于安全地近似按常幅疲勞計(jì)算。

3.試驗(yàn)證明，鋼材靜力強(qiáng)度的不同，對(duì)大多數(shù)焊接連接部位的疲勞強(qiáng)度沒(méi)有顯著差別。為簡(jiǎn)化表達(dá)式，可認(rèn)為所有類別的容許應(yīng)力幅與鋼種無(wú)關(guān)。這樣，由疲勞控制設(shè)計(jì)的構(gòu)件采用較高強(qiáng)度的鋼種是不經(jīng)濟(jì)的。4.在應(yīng)須力循許環(huán)中美不出文現(xiàn)拉柳應(yīng)力己的部南位不污必進(jìn)薯行疲慌勞計(jì)芹算。序但對(duì)嘩有反鋒復(fù)內(nèi)力的勝構(gòu)件晨，拉甜應(yīng)力仁的絕礙對(duì)值鎖大于毅壓應(yīng)笑力的兵絕對(duì)箭值，約與壓鉤應(yīng)力旅絕對(duì)灰值大泳于拉駝應(yīng)力的培絕對(duì)器值相孟比，劫前者邪疲勞魯裂縫權(quán)更容撫易開(kāi)鎖裂。走按規(guī)墾范計(jì)搏算方巧法，射只要探相同，遙其疲獲勞強(qiáng)及度就衣相同群，這浸未免度對(duì)后扮者來(lái)倚說(shuō)偏噴于保和守，孟有必解要重志新研己究。5.本章藥所論禮及的雖疲勞千問(wèn)題辯都屬潮于高隆周低臨應(yīng)變寧疲勞違，即告總應(yīng)濟(jì)變幅面小，存破壞前荷渴載循山環(huán)次晶數(shù)多緒。對(duì)暫于總寶應(yīng)變炸幅大陰，破梢壞前病循環(huán)關(guān)次數(shù)農(nóng)少的禿屬于濫低周漲高應(yīng)踐變疲勞瀉。低摧周疲穩(wěn)勞的解破壞悼機(jī)理斧和表偷達(dá)式必均有談其本強(qiáng)身特催點(diǎn)，顛不能川按本痕章規(guī)玻定的破計(jì)算方杰法進(jìn)圣行計(jì)希算。6.新規(guī)催范與冊(cè)原規(guī)辨范相腸比，撤對(duì)本匯章內(nèi)譽(yù)容沒(méi)跪有什膽么改創(chuàng)變。深僅將即原規(guī)攏范附悠表5.釀1（新括為附桶表E-慣1）項(xiàng)忍次5規(guī)定釣的梁“翼緣重焊縫藏附近汗的主胸體金景屬，首焊縫綿質(zhì)量忠經(jīng)無(wú)扛損檢察驗(yàn)符佩合二豆級(jí)標(biāo)膏準(zhǔn)”進(jìn)行勾了修溝改。夸這是泰因?yàn)樘盍阂泶咕壓笇幙p往屈往是拴角焊萄縫，捐而角咬焊縫民無(wú)法字無(wú)損糠檢驗(yàn)?zāi)ㄒ蚵﹥?nèi)部徑探傷半不準(zhǔn)銹確）怨，不通能要賭求“符合咳二級(jí)寶標(biāo)準(zhǔn)”，只糾能要息求角據(jù)焊縫例為三蒼級(jí)焊磚縫，缺但可