本鋼結(jié)構(gòu)PPT教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1本鋼結(jié)構(gòu)本鋼結(jié)構(gòu)22. 2.鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的要求3.3.影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素4. 4.鋼材疲勞的概念和計(jì)算方法鋼材疲勞的概念和計(jì)算方法5. 5.結(jié)構(gòu)用鋼材的種類和規(guī)格結(jié)構(gòu)用鋼材的種類和規(guī)格第1頁(yè)/共69頁(yè)32.12.1 鋼材的鋼材的工作性能工作性能Lod d第2頁(yè)/共69頁(yè)4單擊圖片播放單擊圖片播放第3頁(yè)/共69頁(yè)52.2.階段劃分階段劃分A.A.有屈服點(diǎn)鋼材有屈服點(diǎn)鋼材-曲線可以分為曲線可以分為五個(gè)階段五個(gè)階段： (1) (1)彈性階段彈性階段(OB(OB段段) )OAOA段材料處于純彈性段材料處于純彈性，即即: :EABAB段有一定的

2、段有一定的非彈性變形非彈性變形, , 但但整個(gè)整個(gè)OBOB段卸載段卸載時(shí)，時(shí)，=0=0；E=206E=20610103 3N/mmN/mm2 2uOAEBCDAEyF第4頁(yè)/共69頁(yè)6（2 2）彈塑性階段（）彈塑性階段（BC)BC) 該段很短該段很短, ,表現(xiàn)出鋼材的非彈性性質(zhì)表現(xiàn)出鋼材的非彈性性質(zhì); ; B B屈服上限屈服上限; ; C C屈服下限屈服下限( (屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)) )（3 3）塑性階段（）塑性階段（CD)CD) 該段該段基本基本 保持不變（水保持不變（水 平平),), 急劇急劇 增大增大, ,稱為屈稱為屈 服臺(tái)階或流服臺(tái)階或流 幅段幅段, ,變形模變形模 量量 E = 0E =

3、0uOAEBCDAEyF第5頁(yè)/共69頁(yè)7極限抗拉強(qiáng)度極限抗拉強(qiáng)度f(wàn) fu u（5 5）頸縮階段）頸縮階段(EF(EF段段) )隨荷載的增加隨荷載的增加緩慢增大緩慢增大, ,但但增加較快增加較快uOAEBCDAEyF第6頁(yè)/共69頁(yè)8 該種鋼材在拉伸過(guò)程中沒(méi)有屈服階段，塑性變?cè)摲N鋼材在拉伸過(guò)程中沒(méi)有屈服階段，塑性變 形小，破壞突然。形小，破壞突然。 設(shè)計(jì)時(shí)取相當(dāng)于設(shè)計(jì)時(shí)取相當(dāng)于 殘余變形為殘余變形為0.2%0.2% 時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力 作為屈服點(diǎn)作為屈服點(diǎn)條件屈服點(diǎn)條件屈服點(diǎn)fy=f0.20.2%fup第7頁(yè)/共69頁(yè)9（1 1）鋼材可以簡(jiǎn)化為）鋼材可以簡(jiǎn)化為理想彈塑性體理想彈塑性體

4、2.5%-3%fy 00.15%第8頁(yè)/共69頁(yè)10（3 3）斷裂時(shí)變形約為彈性變形的）斷裂時(shí)變形約為彈性變形的200200倍，在破壞前倍，在破壞前 產(chǎn)生明顯可見的塑性產(chǎn)生明顯可見的塑性 變形，變形， 可及時(shí)補(bǔ)救，可及時(shí)補(bǔ)救， 故幾乎不可能發(fā)生。故幾乎不可能發(fā)生。O0.15%22%fufyf fu u- -f fy y第9頁(yè)/共69頁(yè)11（2 2）抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度f(wàn) fu u-應(yīng)力應(yīng)變曲線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變曲線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，它是鋼材最大的抗拉強(qiáng)度。應(yīng)力，它是鋼材最大的抗拉強(qiáng)度。第10頁(yè)/共69頁(yè)12LodNNNLdN（3 3）伸長(zhǎng)率）伸長(zhǎng)率)12(%10000 lll )22(%1000

5、10 AAA （4 4）斷面收縮率）斷面收縮率它是衡量鋼材塑性應(yīng)變能力的重要指標(biāo)。它是衡量鋼材塑性應(yīng)變能力的重要指標(biāo)。當(dāng)當(dāng)l l0 0/d=5/d=5時(shí)，用時(shí)，用5 5表示，當(dāng)表示，當(dāng)l l0 0/d=10/d=10時(shí)，用時(shí)，用1010表示。表示。A0A1第11頁(yè)/共69頁(yè)13（二）受壓時(shí)的性能 采用短試件采用短試件l l0 0/d=3, /d=3, 屈服點(diǎn)同單向拉伸時(shí)的屈服點(diǎn)。屈服點(diǎn)同單向拉伸時(shí)的屈服點(diǎn)。（三）受彎時(shí)的性能（四）受剪時(shí)的性能231079)32(3mmNGffyvy 抗剪強(qiáng)度可由折算應(yīng)力計(jì)算公式得到：抗剪強(qiáng)度可由折算應(yīng)力計(jì)算公式得到：第12頁(yè)/共69頁(yè)能力小，能力小，破壞破壞突

6、然，斷口平直、發(fā)突然，斷口平直、發(fā)亮呈晶粒狀，無(wú)機(jī)會(huì)補(bǔ)救。亮呈晶粒狀，無(wú)機(jī)會(huì)補(bǔ)救。鋼材的破壞形式鋼材的破壞形式第13頁(yè)/共69頁(yè)反復(fù)荷載作用下鋼材的性能反復(fù)荷載作用下鋼材的性能第14頁(yè)/共69頁(yè)第15頁(yè)/共69頁(yè)17）材料由彈性轉(zhuǎn)入塑性的強(qiáng)度指標(biāo)用變形時(shí)單位體積中積聚的能量來(lái)表達(dá)；）材料由彈性轉(zhuǎn)入塑性的強(qiáng)度指標(biāo)用變形時(shí)單位體積中積聚的能量來(lái)表達(dá)； 復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的性能復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的性能假定：假定：）當(dāng)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下變形能等于單軸受力時(shí)的變形能時(shí)，鋼材即由彈性轉(zhuǎn)入塑性。）當(dāng)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下變形能等于單軸受力時(shí)的變形能時(shí)，鋼材即由彈性轉(zhuǎn)入塑性。第16頁(yè)/共69頁(yè)18oxzyyzyxxyxz

7、zyzxZXY單元體受復(fù)雜應(yīng)力單元體受復(fù)雜應(yīng)力（應(yīng)力分量（應(yīng)力分量）112233單元體受主應(yīng)單元體受主應(yīng)力力第17頁(yè)/共69頁(yè)192221223311()()()(22)2zsyf222222() 3()(2 1)zsxyzxyyzzxxyyzzxyf 1.1.以應(yīng)力分量表示以應(yīng)力分量表示2.2.以主應(yīng)力表示以主應(yīng)力表示zsyf材料處于彈性狀態(tài)材料處于彈性狀態(tài)zsyf材料處于塑性狀態(tài)材料處于塑性狀態(tài)第18頁(yè)/共69頁(yè)20圖示簡(jiǎn)支梁圖示簡(jiǎn)支梁1-11-1截面腹板與翼緣交界截面腹板與翼緣交界A A點(diǎn)的應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力1-1xyA需折算應(yīng)力的典型情況需折算應(yīng)力的典型情況2223zsxyxyxyyf PP

8、MM11AXVY第19頁(yè)/共69頁(yè)21一般的梁，只存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力，則：一般的梁，只存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力，則：2-2xA223zsxxyyfVM22AYXq第20頁(yè)/共69頁(yè)223-3APMVP33YXM3-3 3-3 截面僅有剪力，彎矩、局部壓力均為零，故該截面僅有剪力，彎矩、局部壓力均為零，故該截面除剪應(yīng)力外，正應(yīng)力均為零，即為純剪狀態(tài)。截面除剪應(yīng)力外，正應(yīng)力均為零，即為純剪狀態(tài)。0.58(26)3yyvyfff3zsyf第21頁(yè)/共69頁(yè)23（彈性和非彈性能）來(lái)表示。（彈性和非彈性能）來(lái)表示。2.22.2 鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的要求第22頁(yè)/共69頁(yè)24第23頁(yè)/共69

9、頁(yè)25單擊圖片播放單擊圖片播放第24頁(yè)/共69頁(yè)26 衡量鋼材塑衡量鋼材塑性性能和質(zhì)性性能和質(zhì)量?jī)?yōu)劣的綜量?jī)?yōu)劣的綜合指標(biāo)。合指標(biāo)。add+2.1a第25頁(yè)/共69頁(yè)27單擊圖片播放單擊圖片播放第26頁(yè)/共69頁(yè)28 主要取決于鋼材的成分，尤其是碳和其它雜質(zhì)主要取決于鋼材的成分，尤其是碳和其它雜質(zhì)的含量，可通過(guò)試驗(yàn)評(píng)定。的含量，可通過(guò)試驗(yàn)評(píng)定。第27頁(yè)/共69頁(yè)292.32.3 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素第28頁(yè)/共69頁(yè)30第29頁(yè)/共69頁(yè)31二冶金缺陷二冶金缺陷常見的冶金缺陷有：常見的冶金缺陷有：偏析：化學(xué)成分分布的不均勻程度；偏析：化學(xué)成分分布的不均勻程度；非金屬夾雜；

10、非金屬夾雜；氣孔；氣孔；裂紋等。裂紋等。第30頁(yè)/共69頁(yè)32第31頁(yè)/共69頁(yè)33 1 1正溫范圍正溫范圍 200200以內(nèi)對(duì)鋼材性能無(wú)大影響以內(nèi)對(duì)鋼材性能無(wú)大影響. .該范圍內(nèi)隨溫度升高總的趨勢(shì)是強(qiáng)度、彈性模量降低，塑性增大。該范圍內(nèi)隨溫度升高總的趨勢(shì)是強(qiáng)度、彈性模量降低，塑性增大。8006004002000N/mm2Efufy200400600溫度對(duì)鋼材機(jī)械性能的影響溫度對(duì)鋼材機(jī)械性能的影響20406080%220210200190180170160E Ex10 x103 3T(0C)第32頁(yè)/共69頁(yè)34第33頁(yè)/共69頁(yè)352 2負(fù)溫范圍負(fù)溫范圍脆性破壞脆性破壞轉(zhuǎn)變過(guò)渡區(qū)段轉(zhuǎn)變過(guò)渡區(qū)

11、段塑性破壞塑性破壞反彎點(diǎn)反彎點(diǎn)試驗(yàn)溫度試驗(yàn)溫度T T0 0C C沖擊斷裂功沖擊斷裂功C Cv vT1T2T0沖擊韌性與溫度的關(guān)系曲線沖擊韌性與溫度的關(guān)系曲線第34頁(yè)/共69頁(yè)36第35頁(yè)/共69頁(yè)371:2.5 由于鋼材具有良好的塑性性能，當(dāng)承受靜力由于鋼材具有良好的塑性性能，當(dāng)承受靜力荷載且在常溫下工作時(shí)，只要符合規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)荷載且在常溫下工作時(shí)，只要符合規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)要求，可以不考慮應(yīng)力集中的影響。要求，可以不考慮應(yīng)力集中的影響。第36頁(yè)/共69頁(yè)38一、概念一、概念1 1、循環(huán)荷載循環(huán)荷載結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受的隨時(shí)間變化的荷載結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受的隨時(shí)間變化的荷載。PP11A1-1A2.42.4

12、鋼材的疲勞鋼材的疲勞第37頁(yè)/共69頁(yè)39（1 1）應(yīng)力循環(huán)）應(yīng)力循環(huán)（2 2）應(yīng)力循環(huán)特征）應(yīng)力循環(huán)特征應(yīng)力比應(yīng)力比minmax1-構(gòu)件截面應(yīng)力構(gòu)件截面應(yīng)力隨時(shí)間的變化。隨時(shí)間的變化。（3 3）應(yīng)力幅）應(yīng)力幅maxmin 在循環(huán)荷載作用下，應(yīng)力從最大到最小重復(fù)一次為一次循環(huán)，最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之差為應(yīng)力幅在循環(huán)荷載作用下，應(yīng)力從最大到最小重復(fù)一次為一次循環(huán)，最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之差為應(yīng)力幅: :為常量為常量 常幅循環(huán)：常幅循環(huán)：為變量為變量 變幅循環(huán)：變幅循環(huán)： + +- -t t第38頁(yè)/共69頁(yè)40(b)(b)脈沖循環(huán)脈沖循環(huán)(a)(a)完全對(duì)稱循環(huán)完全對(duì)稱循環(huán)(c)(c)不完全對(duì)稱循環(huán)不

13、完全對(duì)稱循環(huán)(d)(d)不完全對(duì)稱循環(huán)不完全對(duì)稱循環(huán)第39頁(yè)/共69頁(yè)41 在循環(huán)荷載（連續(xù)反復(fù)荷載）作用下，經(jīng)過(guò)有限次在循環(huán)荷載（連續(xù)反復(fù)荷載）作用下，經(jīng)過(guò)有限次循環(huán)，鋼材發(fā)生破壞的現(xiàn)象，稱之為疲勞。循環(huán)，鋼材發(fā)生破壞的現(xiàn)象，稱之為疲勞。3.3.疲勞破壞的機(jī)理疲勞破壞的機(jī)理 疲勞破壞是損傷積累的結(jié)果。疲勞破壞是損傷積累的結(jié)果。缺陷缺陷微觀裂紋微觀裂紋宏觀裂紋宏觀裂紋。4.4.疲勞破壞的特征疲勞破壞的特征屬于脆性破壞，截面平均應(yīng)力小于屈服點(diǎn)。屬于脆性破壞，截面平均應(yīng)力小于屈服點(diǎn)。第40頁(yè)/共69頁(yè)42（1 1）構(gòu)件和連接的分類）構(gòu)件和連接的分類 切割，軋制邊）切割，軋制邊）殘余應(yīng)力（焊接，火焰

14、殘余應(yīng)力（焊接，火焰應(yīng)力集中應(yīng)力集中構(gòu)造缺陷構(gòu)造缺陷材料內(nèi)部缺陷材料內(nèi)部缺陷缺陷缺陷 規(guī)范將構(gòu)件和連接的種類分為規(guī)范將構(gòu)件和連接的種類分為 8類類，第第1類類為軋為軋制的型鋼（殘余應(yīng)力小）疲勞強(qiáng)度最高；制的型鋼（殘余應(yīng)力?。┢趶?qiáng)度最高；第第8類類為角為角焊縫應(yīng)力集中最嚴(yán)重疲勞強(qiáng)度最低。焊縫應(yīng)力集中最嚴(yán)重疲勞強(qiáng)度最低。 詳見鋼結(jié)構(gòu)設(shè)詳見鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)規(guī)范“疲勞計(jì)算的構(gòu)件和連接分類（附表疲勞計(jì)算的構(gòu)件和連接分類（附表2）”。第41頁(yè)/共69頁(yè)43ffyy maxminmax焊縫附近主體焊縫附近主體金屬的應(yīng)力由金屬的應(yīng)力由：實(shí)際應(yīng)力循環(huán)均形成在拉應(yīng)力范圍實(shí)際應(yīng)力循環(huán)均形成在拉應(yīng)力范圍min yf

15、（2 2）應(yīng)力幅（應(yīng)力幅（）和應(yīng)力循環(huán)特征（應(yīng)力比）和應(yīng)力循環(huán)特征（應(yīng)力比）A. 對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)：對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)：fyfyfyfyfyfy第42頁(yè)/共69頁(yè)44 應(yīng)力幅應(yīng)力幅對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度有對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度有很大很大影響影響，而與名義最大應(yīng)力，而與名義最大應(yīng)力maxmax和應(yīng)力比和應(yīng)力比無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。第43頁(yè)/共69頁(yè)45 在循環(huán)次數(shù)在循環(huán)次數(shù)N N一定的情況下，根據(jù)試驗(yàn)資料可以一定的情況下，根據(jù)試驗(yàn)資料可以繪出繪出N N次循環(huán)的次循環(huán)的疲勞圖疲勞圖( (maxmax和和minmin關(guān)系曲線關(guān)系曲線) )。 當(dāng)當(dāng)=0=0和和=-1=-1時(shí)的疲勞強(qiáng)度分別為時(shí)的疲勞強(qiáng)度分別為0 0 和和-1-

16、1，連接連接BCBC并延長(zhǎng)至并延長(zhǎng)至A A、D D。疲勞破壞。疲勞破壞。次時(shí)，將發(fā)生次時(shí)，將發(fā)生環(huán)達(dá)到環(huán)達(dá)到則這組應(yīng)力循則這組應(yīng)力循或上方，或上方，上上的點(diǎn)落在直線的點(diǎn)落在直線當(dāng)坐標(biāo)為當(dāng)坐標(biāo)為NABCD),(minmax 拉）拉）(max （壓）（壓）min 1 1 非焊接結(jié)構(gòu)的疲勞圖非焊接結(jié)構(gòu)的疲勞圖0 （拉）（拉）min fyDA),(11 B),(ooC 第44頁(yè)/共69頁(yè)46 由上述推導(dǎo)可知，對(duì)于非焊接結(jié)構(gòu)和軋制鋼材，由上述推導(dǎo)可知，對(duì)于非焊接結(jié)構(gòu)和軋制鋼材，疲勞強(qiáng)度與最大應(yīng)力、應(yīng)力比、循環(huán)次數(shù)和缺口效應(yīng)疲勞強(qiáng)度與最大應(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）有關(guān)。（構(gòu)

17、造類型的應(yīng)力集中情況）有關(guān)。maxminokABCDABCD直線方程為直線方程為：max(1)okmaxmin11, ok式中：式中：拉）拉）(max （壓）（壓）min fy1 1 DA非焊接結(jié)構(gòu)的疲勞圖非焊接結(jié)構(gòu)的疲勞圖0 ),(11 B),(ooC （拉）（拉）min 第45頁(yè)/共69頁(yè)47 一般鋼結(jié)構(gòu)如應(yīng)力循環(huán)次數(shù)一般鋼結(jié)構(gòu)如應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N5510104 4，不需，不需要進(jìn)行疲勞計(jì)算。要進(jìn)行疲勞計(jì)算。 在確定的應(yīng)力條件下，破壞對(duì)應(yīng)的循在確定的應(yīng)力條件下，破壞對(duì)應(yīng)的循環(huán)次數(shù)越多，疲勞壽命越高。環(huán)次數(shù)越多，疲勞壽命越高。0 NX105 1N1 2N2 bf fy123456第46頁(yè)/共69

18、頁(yè)48 焊接部位的疲勞強(qiáng)度與鋼材的靜力強(qiáng)度焊接部位的疲勞強(qiáng)度與鋼材的靜力強(qiáng)度(屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)fy)基本無(wú)關(guān)?；緹o(wú)關(guān)。 對(duì)于只有壓應(yīng)力的應(yīng)力循環(huán)作用，由于鋼材內(nèi)部對(duì)于只有壓應(yīng)力的應(yīng)力循環(huán)作用，由于鋼材內(nèi)部缺陷不易開展，則不會(huì)發(fā)生疲勞破壞，不必進(jìn)行疲缺陷不易開展，則不會(huì)發(fā)生疲勞破壞，不必進(jìn)行疲勞計(jì)算。勞計(jì)算。第47頁(yè)/共69頁(yè)49（一）常幅疲勞（一）常幅疲勞 根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以繪出構(gòu)件或連接的應(yīng)力幅根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以繪出構(gòu)件或連接的應(yīng)力幅與相應(yīng)的致?lián)p循環(huán)次數(shù)與相應(yīng)的致?lián)p循環(huán)次數(shù)N的關(guān)系曲線，按試驗(yàn)數(shù)據(jù)回的關(guān)系曲線，按試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸的歸的-N-N曲線為平均曲線曲線為平均曲線( (圖圖a)a)，取對(duì)數(shù)坐標(biāo)，

19、取對(duì)數(shù)坐標(biāo)( (圖圖b)b)。1.1.容許應(yīng)力幅容許應(yīng)力幅 由于現(xiàn)階段對(duì)鋼材發(fā)生疲勞破壞尚處于需要進(jìn)一由于現(xiàn)階段對(duì)鋼材發(fā)生疲勞破壞尚處于需要進(jìn)一步研究階段，按概率極限狀態(tài)計(jì)算疲勞強(qiáng)度還不成熟步研究階段，按概率極限狀態(tài)計(jì)算疲勞強(qiáng)度還不成熟，故采用容許應(yīng)力幅的計(jì)算方法。，故采用容許應(yīng)力幅的計(jì)算方法。第48頁(yè)/共69頁(yè)50-N-N曲線曲線(a)0N1lglg()Nb11:10bNC即式中：式中：-直線對(duì)縱坐標(biāo)的斜率；直線對(duì)縱坐標(biāo)的斜率； b b1 1-直線在橫軸坐標(biāo)上的截距；直線在橫軸坐標(biāo)上的截距； N-循環(huán)次數(shù)。循環(huán)次數(shù)。(b)0NlgN=5104N=5X106 lg.b b1 1第49頁(yè)/共69

20、頁(yè)51 考慮試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散性，取平均值減去考慮試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散性，取平均值減去2 2倍倍lglgN N的的標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差 s s 作為疲勞強(qiáng)度下限，當(dāng)作為疲勞強(qiáng)度下限，當(dāng)lglg為正態(tài)分布為正態(tài)分布時(shí)，保證率為時(shí)，保證率為97.7%97.7%。下限值的直線方程為：下限值的直線方程為：)lg(2)lg(lg21 bsbN此時(shí)的此時(shí)的即為容許應(yīng)力幅：即為容許應(yīng)力幅：1(2 14)CN式中：式中：系數(shù)系數(shù)、C C- - -根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)規(guī)范“疲勞計(jì)算的構(gòu)件和疲勞計(jì)算的構(gòu)件和連接分類連接分類”查表得到。查表得到。2S2S 2S2S(b)0NlgN=5104N=5X106 lg.b b1

21、12:10bNC即第50頁(yè)/共69頁(yè)522.2.疲勞強(qiáng)度計(jì)算疲勞強(qiáng)度計(jì)算(215) 式中：式中：-計(jì)算部位的應(yīng)力幅；計(jì)算部位的應(yīng)力幅； 對(duì)于焊接部位對(duì)于焊接部位: : =maxmax-minmin； 對(duì)于其他部位：對(duì)于其他部位：=maxmax-0.7-0.7minmin( (計(jì)算應(yīng)力幅）。計(jì)算應(yīng)力幅）。 maxmax、minmin-計(jì)算部位每次應(yīng)力循環(huán)中的最大拉應(yīng)力和計(jì)算部位每次應(yīng)力循環(huán)中的最大拉應(yīng)力和 最小拉應(yīng)力或壓應(yīng)力（取負(fù)值）。最小拉應(yīng)力或壓應(yīng)力（取負(fù)值）。說(shuō)明：說(shuō)明： 1 1）計(jì)算時(shí)用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；）計(jì)算時(shí)用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值； 2 2）由于來(lái)源于試驗(yàn)，已考慮動(dòng)力效應(yīng)，計(jì)算）由于來(lái)源于試驗(yàn)，

22、已考慮動(dòng)力效應(yīng)，計(jì)算 時(shí)不再考慮動(dòng)力系數(shù)；時(shí)不再考慮動(dòng)力系數(shù)；第51頁(yè)/共69頁(yè)53maxmin0t)192(6102 nf 欠載效應(yīng)系數(shù)欠載效應(yīng)系數(shù)。重級(jí)工作制硬鉤吊車。重級(jí)工作制硬鉤吊車1.01.0；重級(jí)工作制軟鉤吊車；重級(jí)工作制軟鉤吊車0.80.8；中級(jí)工作制吊車；中級(jí)工作制吊車0.50.5。 f -循環(huán)次數(shù)循環(huán)次數(shù) n=2X10=2X106 6 的容許應(yīng)力幅。的容許應(yīng)力幅。6102 n 式中：式中：對(duì)于吊車梁，按下式計(jì)算其疲勞強(qiáng)度：對(duì)于吊車梁，按下式計(jì)算其疲勞強(qiáng)度：第52頁(yè)/共69頁(yè)54討論：討論：第53頁(yè)/共69頁(yè)552.52.5 鋼材的種類和規(guī)格鋼材的種類和規(guī)格第54頁(yè)/共69頁(yè)5

23、62.2.低合金鋼低合金鋼(GB/T 1591-94)(GB/T 1591-94)GB/T 1591-94GB/T 1591-94Q295Q390Q345Q420相應(yīng)的鋼材品種相應(yīng)的鋼材品種（GB/T 1591-94)GB/T 1591-94)09Mn、09Mnb、09Mn2、12Mn12MnV、14MnNb、16Mn、16MnRE、18Nb15MnV、15MnTi、16MnNb15MnVN、14MnTiRE 低合金鋼的質(zhì)量等級(jí)分低合金鋼的質(zhì)量等級(jí)分A A、B B、C C、D D、E E，其中，其中E E主要是要求主要是要求-40-400 0 C C 的沖擊韌性。的沖擊韌性。第55頁(yè)/共69頁(yè)

24、57二、鋼材的選擇二、鋼材的選擇（一）選擇鋼材的原則一）選擇鋼材的原則1 1結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性；第56頁(yè)/共69頁(yè)582 2荷載情況（靜力荷載，動(dòng)力荷載）；荷載情況（靜力荷載，動(dòng)力荷載）； 靜力荷載作用下可選擇經(jīng)濟(jì)性較好的靜力荷載作用下可選擇經(jīng)濟(jì)性較好的Q235Q235鋼材。鋼材。 動(dòng)力荷載作用下應(yīng)選擇綜合性能較好鋼材。動(dòng)力荷載作用下應(yīng)選擇綜合性能較好鋼材。3 3連接方法（焊接連接、螺栓連接）；連接方法（焊接連接、螺栓連接）； 焊接結(jié)構(gòu)對(duì)材質(zhì)的要求嚴(yán)格，應(yīng)嚴(yán)格控制焊接結(jié)構(gòu)對(duì)材質(zhì)的要求嚴(yán)格，應(yīng)嚴(yán)格控制C C、S S、P P的極限含量；非焊接結(jié)構(gòu)對(duì)的極限含量；非焊接結(jié)構(gòu)對(duì)C C

25、的要求可降低一些。的要求可降低一些。4 4結(jié)構(gòu)所處的工作條件（環(huán)境溫度，腐蝕等）；結(jié)構(gòu)所處的工作條件（環(huán)境溫度，腐蝕等）； 低溫下工作的結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇低溫脆斷性能好的鎮(zhèn)定鋼低溫下工作的結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇低溫脆斷性能好的鎮(zhèn)定鋼5.5. 鋼材的厚度。鋼材的厚度。 厚度大的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)采用材質(zhì)較好的鋼材。厚度大的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)采用材質(zhì)較好的鋼材。第57頁(yè)/共69頁(yè)591 1、承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用、承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235Q235鋼、鋼、Q345Q345鋼、鋼、Q390Q390鋼鋼和和Q420Q420鋼，其質(zhì)量應(yīng)分別符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼，其質(zhì)量應(yīng)分別符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼GB700GB700和和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)

26、鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼GB/T1591GB/T1591的規(guī)的規(guī)定。當(dāng)采用其他牌號(hào)的鋼材時(shí)，尚符合相應(yīng)有關(guān)標(biāo)定。當(dāng)采用其他牌號(hào)的鋼材時(shí)，尚符合相應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求。準(zhǔn)的規(guī)定和要求。 2 2、承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、屈服強(qiáng)度和硫、磷含量的合格保證，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)尚具有含碳量的合格保證。、承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、屈服強(qiáng)度和硫、磷含量的合格保證，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)尚具有含碳量的合格保證。第58頁(yè)/共69頁(yè)60 3 3、對(duì)于需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)具有常溫沖擊對(duì)于需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證韌性的合格保證；當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于00但

27、但高于高于2020時(shí)，時(shí)，Q235Q235鋼和鋼和Q345Q345鋼應(yīng)具有鋼應(yīng)具有00沖擊韌性沖擊韌性合格的保證合格的保證； 對(duì)于對(duì)于Q390Q390鋼和鋼和Q420Q420鋼應(yīng)具有鋼應(yīng)具有2020沖沖擊韌性的合格保證擊韌性的合格保證。 當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于2020時(shí)，對(duì)時(shí)，對(duì)Q235Q235鋼和鋼和Q345Q345鋼應(yīng)具有鋼應(yīng)具有2020沖擊韌性的沖擊韌性的合格保證；合格保證； 對(duì)對(duì)Q390Q390和和Q420Q420鋼應(yīng)具有鋼應(yīng)具有4040沖擊韌性沖擊韌性的合格保證的合格保證。 第59頁(yè)/共69頁(yè)61 4 4、對(duì)于需要驗(yàn)算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)的鋼材亦應(yīng)具有、對(duì)于需要

28、驗(yàn)算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)的鋼材亦應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證常溫沖擊韌性的合格保證，當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于于2020時(shí)，對(duì)時(shí)，對(duì)Q235Q235鋼和鋼和Q345Q345鋼應(yīng)具有鋼應(yīng)具有00沖擊韌性沖擊韌性合格的保證；合格的保證；對(duì)對(duì)Q390Q390鋼和鋼和Q420Q420鋼應(yīng)具有鋼應(yīng)具有2020沖擊韌沖擊韌性的合格保證。性的合格保證。5 5、重要的受拉或受彎的焊接構(gòu)件中，厚度大于等于、重要的受拉或受彎的焊接構(gòu)件中，厚度大于等于16mm16mm的鋼材應(yīng)具有常溫沖擊韌性合格的保證。的鋼材應(yīng)具有常溫沖擊韌性合格的保證。 6 6、當(dāng)焊接結(jié)構(gòu)為防止鋼材的層狀撕裂而采用當(dāng)焊接結(jié)構(gòu)為防止

29、鋼材的層狀撕裂而采用 Z Z 向鋼向鋼時(shí)，其材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，其材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)厚度方向性能鋼板厚度方向性能鋼板GB/T5313GB/T5313的規(guī)定。的規(guī)定。 第60頁(yè)/共69頁(yè)628 8、對(duì)于外露環(huán)境，且對(duì)大氣腐蝕有特殊要求的或在、對(duì)于外露環(huán)境，且對(duì)大氣腐蝕有特殊要求的或在腐蝕性氣態(tài)和固態(tài)介質(zhì)作用下的承重結(jié)構(gòu)，宜采用腐蝕性氣態(tài)和固態(tài)介質(zhì)作用下的承重結(jié)構(gòu)，宜采用耐候鋼，其質(zhì)量要求應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)耐候鋼，其質(zhì)量要求應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)焊接耐焊接耐候鋼候鋼GB/T4172GB/T4172的規(guī)定。的規(guī)定。 7、鋼板的抗撕裂性能采用厚度方向的斷面收縮率鋼板的抗撕裂性能采用厚度方向的斷面收縮率z z來(lái)評(píng)定。該標(biāo)準(zhǔn)將沿厚度方向的斷面收縮率分為三來(lái)評(píng)定。該標(biāo)準(zhǔn)將沿厚度方向的斷面收縮率分為三個(gè)等級(jí)，即個(gè)等級(jí)，即Z15Z15，Z25Z25，Z35Z35，分別對(duì)應(yīng)其允許值。，分別對(duì)應(yīng)其允許值。第61頁(yè)/共69頁(yè)63 熱軋成型的熱軋成型的鋼板鋼板和和型鋼型鋼，冷彎（或冷壓）成型，冷彎（或冷壓）成型的的薄壁型鋼薄壁型鋼。（一）熱軋鋼板（一）熱軋鋼板（表示方法（表示方法 寬寬厚度厚度長(zhǎng)度長(zhǎng)度 ）分為分為: :厚板厚板（厚度（厚度4.5-6