鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理與材料設(shè)計(jì)

第二章鋼結(jié)構(gòu)的材料大綱要求:

1.了解鋼結(jié)構(gòu)的兩種破壞形式；

2.掌握結(jié)構(gòu)用鋼材的主要性能及其機(jī)械性能指標(biāo)；3.掌握影響鋼材性能的主要因素特別是導(dǎo)致鋼材變脆的主要因素；4.了解結(jié)構(gòu)用鋼材的種類、牌號、規(guī)格；5.了解鋼材選擇的依據(jù)，做到正確選擇鋼材；6.掌握鋼材疲勞的概念和疲勞計(jì)算方法。1.較高的抗拉強(qiáng)度fu和屈服點(diǎn)fy；2.較好的塑性、韌性；3.良好的工藝性能（冷、熱加工，可焊性）；4.對環(huán)境的良好適應(yīng)性?！?.1

鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求一、塑性破壞

破壞前有明顯的塑性變形，破壞過程長，斷口發(fā)暗，可以采取補(bǔ)救措施。

二、脆性破壞

壞前沒有明顯的變形和征兆，破壞時(shí)的變形遠(yuǎn)比材料應(yīng)有的變形能力小，破壞突然，斷口平直、發(fā)亮呈晶粒狀，無機(jī)會(huì)補(bǔ)救?！?.2鋼材的破壞形式一、受拉、受壓、受彎及受剪時(shí)的性能（一）一次拉伸時(shí)的性能

1.條件：標(biāo)準(zhǔn)試件（GB228—63），常溫（20℃）下緩慢加載，一次完成。含碳量為0.1%－0.3%。標(biāo)準(zhǔn)試件：lo/d=5、10；lo-標(biāo)距；d--直徑§2.3

鋼材的主要性能d2.階段劃分A.有屈服點(diǎn)鋼材σ--ε曲線可以分為五個(gè)階段：(1)彈性階段(OB段)OA段材料處于純彈性，即:AB段有一定的塑性變形,但整個(gè)OB段卸載時(shí)，ε=0；E=206×103N/mm2OBCDAE（2）彈塑性階段（BC)

該段很短,表現(xiàn)出鋼材的非彈性性質(zhì);

σB—屈服上限;σC—屈服下限

(屈服點(diǎn)fy)（3）塑性階段（CD)

該段σ基本保持不變（水平),ε急劇增大,稱為屈服臺(tái)階或流幅段,變形模量E=0OBCDAEO‘S（4）強(qiáng)化階段(DE段)極限抗拉強(qiáng)度fu（5）頸縮階段(EF段)隨荷載的增加σ緩慢增大,但ε增加較快OBCDAEB.對無明顯屈服點(diǎn)的鋼材

該種鋼材在拉伸過程中沒有屈服階段，塑性變形小，破壞突然。

設(shè)計(jì)時(shí)取相當(dāng)于殘余變形為0.2%

時(shí)所對應(yīng)的應(yīng)力作為屈服點(diǎn)—‘條件屈服點(diǎn)’fy=f0.20.2%fuεp3.應(yīng)力應(yīng)變曲線的簡簡化1)fy與fb相差很小小；2)超過fy到屈服臺(tái)臺(tái)階終止止的變形形約為2.5%--3%，足以滿滿足考慮慮結(jié)構(gòu)的的塑性變變形發(fā)展展的要求求。（1）鋼材可可以簡化化為理想彈塑塑性體ε2.5%--3%fy

ε00.15%ε（2）鋼材在在靜載作作用下：：強(qiáng)度計(jì)算算以fy為依據(jù);fu為結(jié)構(gòu)的的安全儲(chǔ)儲(chǔ)備。（3）斷裂時(shí)時(shí)變形約約為彈性性變形的的200倍，在破破壞前產(chǎn)生明顯顯可見的的塑性變形，可可及時(shí)時(shí)補(bǔ)救，，故幾乎不不可能發(fā)發(fā)生。O0.15%22%fufyfu-fy4.單向拉伸伸時(shí)鋼材材的機(jī)械械性能指指標(biāo)（1）屈服點(diǎn)fy--應(yīng)力應(yīng)變變曲線開開始產(chǎn)生生塑性流流動(dòng)時(shí)對對應(yīng)的應(yīng)應(yīng)力，它它是衡量量鋼材的的承載能力力和確定鋼鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值的重要指指標(biāo)。（2）抗拉強(qiáng)度度fu--應(yīng)力應(yīng)變變曲線最最高點(diǎn)對對應(yīng)的應(yīng)應(yīng)力，它它是鋼材材最大的的抗拉強(qiáng)強(qiáng)度。（3）伸長率率（4）斷面收收縮率它是衡量量鋼材塑塑性應(yīng)變變能力的的重要指指標(biāo)。當(dāng)l0/d=5時(shí)，用δ5表示，當(dāng)當(dāng)l0/d=10時(shí)，用δ10表示。A0A1同單向拉拉伸時(shí)的的性能，，屈服點(diǎn)點(diǎn)也相差差不多。。（二）受受壓時(shí)的的性能采用短試試件l0/d=3,屈服點(diǎn)同同單向拉拉伸時(shí)的的屈服點(diǎn)點(diǎn)。（三）受受彎時(shí)的的性能（四）受受剪時(shí)的的性能抗剪強(qiáng)度度可由折折算應(yīng)力力計(jì)算公公式得到到：二、冷彎彎性能衡量鋼材材塑性性性能和質(zhì)質(zhì)量優(yōu)劣劣的綜合合指標(biāo)。。三、沖擊擊韌性衡量鋼材材在動(dòng)力力（沖擊擊）荷載載、復(fù)雜雜應(yīng)力作作用下抗抗脆性破破壞能力力的指標(biāo)標(biāo)，用斷斷裂時(shí)吸吸收的總總能量（（彈性和和非彈性性能）來來表示。。(a)梅氏U型缺口(b)夏比V型缺口U型缺口試試件的韌韌性指標(biāo)標(biāo)：ak———沖擊韌性性值；Ak———沖擊功；；A——試件缺口口處凈截截面積。V型缺口試試件的韌韌性指標(biāo)標(biāo)通過沖沖擊功Ak表示。沖擊韌性性試驗(yàn)裝裝置四、可焊焊性鋼材采用用一定的的焊接方方法、焊焊接材料料、焊接接工藝參參數(shù)及一一定的結(jié)結(jié)構(gòu)形式式等條件件下，獲獲得合格格焊縫的的難易程程度。與含C量和合金金元素有有關(guān),0.12%~0.20%的可焊性性最好。。Ni(鎳);Mo(鉬)鋼材的機(jī)機(jī)械性能能指標(biāo)1、屈服點(diǎn)點(diǎn)fy；2、伸長率率δ；3、抗拉強(qiáng)強(qiáng)度fu；4、冷彎試試驗(yàn)；5、沖擊韌韌性Cv(包括常溫溫沖擊韌韌性、0度時(shí)沖擊擊韌性負(fù)溫沖擊擊韌性））。小結(jié)結(jié)一、化學(xué)成分分普通碳素素鋼中Fe占99%，其他雜質(zhì)質(zhì)元素占占1%；普通低合合金鋼中中合金元元素＜5%。1.碳（C）：鋼材強(qiáng)強(qiáng)度的主主要來源源，隨其含量量增加，，強(qiáng)度增增加，塑塑性降低低，可焊焊性降低低，抗腐腐蝕性降降低。一般般控制在在0.22%以下，在在0.2％以下時(shí)時(shí)，可焊焊性良好好?！?.4各種因素素對鋼材材性能的的影響2.硫（S）：有害元元素，熱熱脆性冷冷。不得得超過0.05%。3.磷（P）：有害元元素，冷冷脆性。?？垢g蝕能力略略有提高高，可焊焊性降低低。不得得超過0.045%。4.錳（Mn）：合金元元素。弱弱脫氧劑劑。與S形成MnS，熔點(diǎn)1600℃，可以消消除一部部分S的有害作作用。5.硅（Si）：合金元元素。強(qiáng)強(qiáng)脫氧劑劑。6.釩（V）：合金元元素。細(xì)細(xì)化晶粒粒，提高高強(qiáng)度，，其碳化化物具有有高溫穩(wěn)穩(wěn)定性，，適用于于受荷較較大的焊焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)。7.氧（O）：有害雜雜質(zhì)，與與S相似。8.氮（N）：有害雜雜質(zhì)，與與P相似。9.銅（Cu）：提高抗抗銹蝕性性，提高高強(qiáng)度，，對可焊焊性有影影響。二．冶金金缺陷常見的冶冶金缺陷陷有：偏析：化化學(xué)成分分分布的的不均勻勻程度；；非金屬夾夾雜；氣孔；裂紋等。。1．冶煉煉鋼材的冶冶煉方法法主要有有平爐煉煉鋼、氧氧氣頂吹吹轉(zhuǎn)爐煉煉鋼、堿堿性側(cè)吹吹轉(zhuǎn)爐煉煉鋼及電電爐煉鋼鋼。在建建筑鋼結(jié)結(jié)構(gòu)中，，主要使使用氧氣氣頂吹轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)產(chǎn)的鋼材材。目前前氧氣頂頂吹轉(zhuǎn)爐爐鋼的質(zhì)質(zhì)量，由由于生產(chǎn)產(chǎn)技術(shù)的的提高，，已不低低于平爐爐鋼的質(zhì)質(zhì)量。冶煉這一一冶金過過程形成成鋼的化化學(xué)成分分與含量量、鋼的的金相組組織結(jié)構(gòu)構(gòu)，不可可避免地地存在冶冶金缺陷陷，從而而確定不不同的鋼鋼種、鋼鋼號及其其相應(yīng)的的力學(xué)性性能。2．澆鑄鑄把熔煉好好的鋼水水澆鑄成成鋼錠或或鋼坯有有兩種方方法，一一種是澆澆入鑄模模做成鋼鋼錠，另另一種是是澆入連連續(xù)澆鑄鑄機(jī)做成成鋼坯。。鑄錠過過程中因因脫氧程程度不同同，最終終成為鎮(zhèn)鎮(zhèn)靜鋼、、半鎮(zhèn)靜靜鋼與沸沸騰鋼。。鋼在冶煉煉及澆鑄鑄過程中中會(huì)不可可避免地地產(chǎn)生冶冶金缺陷陷。常見見的冶金金缺陷有有偏析、、非金屬屬夾雜、、氣孔及及裂紋等等等。這這些缺陷陷都將影影響鋼的的力學(xué)性性能。3．軋制鋼材的軋軋制能使使金屬的的晶粒變變細(xì)，也也能使氣氣泡、裂裂紋等焊焊合，因因而改善善了鋼材材的力學(xué)學(xué)性能。。薄板因因輥軋次次數(shù)多，，其強(qiáng)度度比厚板板略高、、澆鑄時(shí)時(shí)的非金金屬夾雜雜物在軋軋制后能能造成鋼鋼材的分分層，所所以分層層是鋼材材(尤其其是厚板板)的一一種缺。。設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)應(yīng)盡量量避免拉拉力垂直直于板面面的情況況，以防防止層間間撕裂。。4．熱處處理熱處理的的目的在在于取得得高強(qiáng)度度的同時(shí)時(shí)能夠保保持良好好的塑性性和韌性性。正火火屬于最最簡單的的熱處理理：把鋼鋼材加熱熱至850~900oC并保持一一段時(shí)間間后在空空氣中自自然冷卻卻，即為為正火。。如果鋼鋼材在終終止軋制制時(shí)溫度度正好控控制在上上述溫度度范圍，，可得到到正火的的效果，，稱為控控軋?；鼗鼗鹗菍摬闹刂匦录訜釤嶂?50oC并保溫一一段時(shí)間間，然后后在空氣氣中自然然冷卻。。淬火加加回火也也稱調(diào)質(zhì)質(zhì)處理，，淬火是是把鋼材材加熱至至900oC以上，保保溫一段段時(shí)間，，然后放放入水或或油中快快速冷卻卻。強(qiáng)度度很高的的鋼材，，包括高高強(qiáng)度螺螺栓的材材料都要要經(jīng)過調(diào)調(diào)質(zhì)處理理。三、鋼材材的硬化化冷作硬化化——當(dāng)荷載超超過材料料比例極極限卸載載后，出出現(xiàn)殘余余變形，，再次加加載則比比例極限限（或屈屈服點(diǎn)））提高的的現(xiàn)象，，也稱“應(yīng)變硬化化”。時(shí)效硬化化——隨時(shí)間的的增長，，碳和氮氮的化合合物從晶晶體中析析出，使使材料硬化化的現(xiàn)象象。應(yīng)變時(shí)效效——鋼材產(chǎn)生生塑性變變形時(shí)，，碳、氮氮化合物物更易析析出。即即冷作硬硬化的同同時(shí)可以以加速時(shí)時(shí)效硬化化，因此此也稱“人工時(shí)效效”。四、溫度度影響1．正溫范范圍200℃℃以內(nèi)對鋼鋼材性能能無大影影響，該該范圍內(nèi)內(nèi)隨溫度度升高總總的趨勢勢是屈服服強(qiáng)度、、抗拉強(qiáng)強(qiáng)度以及及彈性模模量都是是降低的的8006004002000N/mm2Efuδfy200400600溫度對鋼材機(jī)械性能的影響20406080δ%220210200190180170160Ex103T(0C)250℃℃左右抗拉拉強(qiáng)度略略有提高高，塑性性降低，，脆性增增加—藍(lán)脆現(xiàn)象象，該溫度度區(qū)段稱稱為“藍(lán)脆區(qū)”。260～320℃℃產(chǎn)生徐變變現(xiàn)象600℃℃左右彈性性模量趨趨于零，，承載載能力幾幾乎完全全喪失。。8006004002000N/mm2Efuδfy200400600溫度對鋼材機(jī)械性能的影響20406080δ%220210200190180170160Ex103T(0C)當(dāng)溫度度低于于常溫溫時(shí)，，鋼材材的脆脆性傾傾向隨隨溫度度降低低而增增加，，材料強(qiáng)強(qiáng)度略略有提提高，，但其其塑性性和韌韌性降降低，，該現(xiàn)現(xiàn)象稱稱為低低穩(wěn)冷冷脆。。2．負(fù)溫溫范圍圍脆性破壞轉(zhuǎn)變過渡區(qū)段塑性破壞反彎點(diǎn)試驗(yàn)溫度T0C沖擊斷裂功CvT1T2T0沖擊韌性與溫度的關(guān)系曲線五、應(yīng)應(yīng)力集集中1.應(yīng)力集集中的的概念念構(gòu)件表表面不不平整整，有有刻槽槽、缺缺口，，厚度度突變變時(shí)，，應(yīng)力力不均均勻，，力線線變曲曲折，，缺陷陷處有有高峰峰應(yīng)力力—應(yīng)力集集中。2.應(yīng)力集集中的的影響響六、焊焊接殘殘余應(yīng)應(yīng)力oZXY單元體受復(fù)雜應(yīng)力（應(yīng)力分量）單元體受主應(yīng)力§2.5復(fù)雜應(yīng)應(yīng)力作作用下下鋼材材的屈屈服條條件復(fù)雜應(yīng)應(yīng)力狀狀態(tài)１）材材料由由彈性性轉(zhuǎn)入入塑性性的強(qiáng)強(qiáng)度指指標(biāo)用用可變變形時(shí)時(shí)單位位體積積中積積聚的的能量量來表表達(dá)；；假定：２）當(dāng)當(dāng)復(fù)雜雜應(yīng)力力狀態(tài)態(tài)下變變形能能等于于單軸軸受力力時(shí)的的變形形能時(shí)時(shí)，鋼鋼材即即由彈彈性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入塑塑性。。能量強(qiáng)強(qiáng)度理理論1.以應(yīng)力力分量量表示示2.以主應(yīng)應(yīng)力表表示材料處處于彈彈性狀狀態(tài)材料處處于塑塑性狀狀態(tài)圖示簡簡支梁梁1-1截面腹腹板與與翼緣緣交界界A點(diǎn)的應(yīng)應(yīng)力1-1A對于薄薄板，，厚度度方向向的應(yīng)應(yīng)力很很小，，為平平面受受力狀狀態(tài)。。PPMM11AXVY3-3APMVP33YXM3-3截面僅僅有剪剪力，，彎矩矩、局局部壓壓力均均為零零，故故該截截面除除剪應(yīng)應(yīng)力外外，正正應(yīng)力力均為為零，，即為為純剪剪狀態(tài)態(tài)。一般的的梁，，只存存在正正應(yīng)力力和剪剪應(yīng)力力，則則：2-2AVM22AYXq討論：：（1）三向向受壓壓時(shí)(靜水壓壓力)（2）三向向受拉拉時(shí)—————不破壞壞;—————一定破破壞;由于三三向受受拉限限制了了材料料的塑塑性發(fā)發(fā)展，，材料料要發(fā)發(fā)生脆脆性破破壞。。能量理理論所所得的的公式式只適適用于于塑性性材料料，因因此形形式上上的不破壞壞與實(shí)際的的脆性性破壞壞是不矛矛盾的的，只只是是實(shí)際際的脆脆性破破壞不不再符符合能能量理理論的的基本本假定定。一、概概念1、循環(huán)荷荷載——結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件件承受受的隨隨時(shí)間間變化化的荷荷載。。§2.6鋼材的的疲勞勞2、鋼材的的疲勞勞在循環(huán)環(huán)荷載載（連連續(xù)反反復(fù)荷荷載））作用用下，，經(jīng)過過有限限次循循環(huán)，，鋼材材發(fā)生生破壞壞的現(xiàn)現(xiàn)象，，稱之之為疲疲勞。。疲勞斷斷裂是是微觀觀裂縫縫在連連續(xù)重重復(fù)荷荷載作作用下下不斷斷擴(kuò)展展直至至斷裂裂的脆脆性破破壞。。斷口口可能能貫穿穿于母母材，，可能能貫穿穿于連連接焊焊縫，，也可可能貫貫穿于于母材材及焊焊縫。。3.疲勞破破壞的的機(jī)理理疲勞破破壞是是積累累損傷傷的結(jié)結(jié)果。。缺陷→→微觀觀裂紋紋→宏宏觀裂裂紋。4.疲勞破破壞的的特征征屬于脆脆性破破壞，，截面面平均均應(yīng)力力小于于屈服服點(diǎn)。。疲勞破破壞的的構(gòu)件件斷口口上面面一部部分呈現(xiàn)現(xiàn)半橢橢圓形形光滑滑區(qū)，，其余余部分則為為粗糙糙區(qū)。。5.影響鋼鋼材疲疲勞的的主要要因素素（1）構(gòu)件件和連連接的的分類類規(guī)范將將構(gòu)件件和連連接的的種類類分為為8類，第1類為軋制制的型型鋼（（殘余余應(yīng)力力?。┢趧趶?qiáng)度度最高高；第8類為角焊焊縫應(yīng)應(yīng)力集集中最最嚴(yán)重重疲勞勞強(qiáng)度度最低低。詳詳見鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范范“疲勞計(jì)計(jì)算的的構(gòu)件件和連連接分分類（（附錄錄E）”。a:應(yīng)力循循環(huán)特特征—應(yīng)力比比ρb:應(yīng)力幅幅在循環(huán)環(huán)荷載載作用用下，，應(yīng)力力從最最大到到最小小重復(fù)復(fù)一次次為一一次循循環(huán)，，最大大應(yīng)力力與最最小應(yīng)應(yīng)力之之差為為應(yīng)力力幅:為常量常幅循環(huán)：為變量變幅循環(huán)：+σ-σt（2）應(yīng)力幅幅（Δσ）和應(yīng)應(yīng)力循循環(huán)特特征（（應(yīng)力力比ρ）完全對對稱循循環(huán)(＝-1)靜靜荷載載作用用(＝+1)脈沖循循環(huán)(＝0)一一般般應(yīng)力力循環(huán)環(huán)(-1<<+1)應(yīng)力幅幅對焊接接結(jié)構(gòu)構(gòu)的疲疲勞強(qiáng)強(qiáng)度有有很大影影響，而與與名義義最大大應(yīng)力力σmax和應(yīng)力力比ρ無關(guān)。。（2）應(yīng)力力循環(huán)環(huán)次數(shù)數(shù)N（疲勞勞壽命命）應(yīng)力循循環(huán)次次數(shù)N<5××104，不需需要進(jìn)進(jìn)行疲疲勞計(jì)計(jì)算。。當(dāng)構(gòu)件件條件件相同同，應(yīng)應(yīng)力比比為定定值時(shí)時(shí)，最最大應(yīng)應(yīng)力σmax隨應(yīng)力力循環(huán)環(huán)次數(shù)數(shù)n的增加加而降降低，，且曲曲線具具有平平行于于n軸的漸漸近線線。當(dāng)n趨于很很大時(shí)時(shí)，σmax趨于應(yīng)應(yīng)力循循環(huán)無無窮多次次試件件不至至于發(fā)發(fā)生疲疲勞破破壞的的極限限值0NX105N1N2fy123456由試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果果，以以及上上述分分析可可知鋼鋼材的的疲勞勞強(qiáng)度度主要要與構(gòu)構(gòu)件和和連接接分類類（內(nèi)內(nèi)部缺缺陷、、應(yīng)力力集中中、殘殘余應(yīng)應(yīng)力））、應(yīng)應(yīng)力循循環(huán)次次數(shù)和和應(yīng)力力幅有有關(guān)。。焊接部部位的的疲勞勞強(qiáng)度度與鋼鋼材的的靜力力強(qiáng)度度(屈服點(diǎn)點(diǎn)fy)基本無無關(guān)。。對于只只有壓壓應(yīng)力力的應(yīng)應(yīng)力循循環(huán)作作用，，由于于鋼材材內(nèi)部部缺陷陷不易易開展展，則則不會(huì)會(huì)發(fā)生生疲勞勞破壞壞，不不必進(jìn)進(jìn)行疲疲勞計(jì)計(jì)算。。二、疲疲勞強(qiáng)強(qiáng)度計(jì)計(jì)算（一））常幅幅疲勞勞根據(jù)試試驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)可可以繪繪出構(gòu)構(gòu)件或或連接接的應(yīng)應(yīng)力幅幅Δσ與相應(yīng)應(yīng)的致致?lián)p循循環(huán)次次數(shù)N的關(guān)系系曲線線，按按試驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)據(jù)回歸的Δσ-N曲線為為平均均曲線線(圖a)，取對對數(shù)坐坐標(biāo)(圖b)。1.容許應(yīng)應(yīng)力幅幅[Δσσ]由于現(xiàn)現(xiàn)階段段對鋼鋼材發(fā)發(fā)生疲疲勞破破壞尚尚處于于進(jìn)一一步研研究階階段，，按概概率極極限狀狀態(tài)計(jì)計(jì)算疲疲勞強(qiáng)強(qiáng)度還還不成成熟，，故采采用容容許應(yīng)應(yīng)力幅幅的計(jì)計(jì)算方方法。。Δσ-N曲線(a)0N式中：：β--直線對對縱坐坐標(biāo)的的斜率率；b1--直線在在橫軸軸坐標(biāo)標(biāo)上的的截距距；N--循環(huán)次次數(shù)。。(b)0N=5×104N=5X106............b1考慮試試驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)的的離散散性，，取平平均值值減去去2倍lgN的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差s作為疲疲勞強(qiáng)強(qiáng)度下下限，，當(dāng)lgΔΔσ為正態(tài)態(tài)分布布時(shí)，，保證證率為為97.7%。下限值值的直直線方方程為為：此時(shí)的的Δσ即為容容許應(yīng)應(yīng)力幅幅：式中：：系數(shù)β、c--根據(jù)鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范范“疲勞計(jì)計(jì)算的的構(gòu)件件和連連接分分類”查表得得到。。2S2S(b)0N=5×104N=5X106............b12.疲勞強(qiáng)強(qiáng)度計(jì)計(jì)算式中：：Δσ--計(jì)算部部位的的應(yīng)力力幅；；對于焊焊接部部位:Δσ=σmax-σmin；對于其其他部部位：：Δσ=σmax-0.7σσmin(計(jì)算應(yīng)應(yīng)力幅幅）。。σmax、σmin--計(jì)算部部位每每次應(yīng)應(yīng)力循循環(huán)中中的最最大拉拉應(yīng)力力和最小拉應(yīng)力或壓壓應(yīng)力（取負(fù)值值）。說明：1）計(jì)算時(shí)用荷載載的標(biāo)準(zhǔn)值；2）由于來源于試試驗(yàn)，已考慮動(dòng)動(dòng)力效應(yīng)，計(jì)算算時(shí)不再考慮動(dòng)力力系數(shù)；（二）變幅疲勞勞和吊車欠載效效應(yīng)系數(shù)σσmaxσmin0t—欠載效應(yīng)系數(shù)。重級工作制硬鉤吊車1.0；重級工作制軟鉤吊車0.8；中級工作制吊車0.5。--循環(huán)次數(shù)N=2×106的容許應(yīng)力幅。式中：對于吊車梁，按按下式計(jì)算其疲疲勞強(qiáng)度：一、鋼材或鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的脆性斷裂裂1、脆性斷裂鋼材或鋼結(jié)構(gòu)的的脆性斷裂是指指低名義應(yīng)力（（低于鋼材抗拉拉強(qiáng)度或屈服強(qiáng)強(qiáng)度）情況下發(fā)發(fā)生突然斷裂的的破壞。其斷裂面通常是是紋理方向單一一和較平的劈裂裂表面，很少或或者沒有剪切唇唇邊。§2.7鋼材的脆性斷裂裂及防止二、影響脆性斷斷裂的因素1、鋼材質(zhì)量差2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件構(gòu)造造不當(dāng)3、制造安裝質(zhì)量量差4、結(jié)構(gòu)受有較大大的動(dòng)力荷載或或在較低環(huán)境溫溫度下工作等。。三、脆性斷裂的的防止1、按斷裂力學(xué)原原理進(jìn)行斷裂分分析；2、合理設(shè)計(jì)和選選用鋼材；3、合理制造和安安裝；4、建立必要的使使用維修規(guī)定和和措施一、鋼的種類1、碳素結(jié)構(gòu)鋼（（GB/T700-88）---低碳鋼牌號Q235--質(zhì)量等級（A、B、C、D）澆注方法（F、Z、Tz）A--保證fu、fy、δ，P、S含量B--保證fu,fy,δ,冷彎，常溫時(shí)Cv，P，S，C含量；C--保證fu,fy,δ,冷彎,0oC時(shí)Cv，P，S，C含量;D--保證fu,fy,δ,冷彎,-20oC時(shí)Cv，P，S，C含量;§2.8鋼材的種類和規(guī)規(guī)格碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌牌號（簡稱鋼號號）有Q195、Q235A、B、C及D,Q275。其中的Q是屈服強(qiáng)度中屈屈字漢語拼音的的字首，后接的的阿拉伯字表示示以N/mm2為單位屈服強(qiáng)度度的大小，A、B、C或D等表示按質(zhì)量劃劃分的級別。最最后還有一個(gè)表表示脫氧方法的的符號如F,Z或b。從Q195到Q275，是按強(qiáng)度由低低到高排列的；；鋼材強(qiáng)度主要要由其中碳元素素含量的多少來來決定，但與其其他一些元素的的含量也有關(guān)系系。所以，鋼號號的由低到高在在較大程度上代代表了含碳量的的由低到高。2.低合金鋼(GB/T1591-94)GB/T1591-94Q295Q390Q345Q420相應(yīng)的鋼材品種（GB/T1591-94)09Mn、09Mnb、09Mn2、12Mn12MnV、14MnNb、16Mn、16MnRE、18Nb15MnV、15MnTi、16MnNb15MnVN、14MnTiRE低合金鋼的質(zhì)量量等級分A、B、C、D、E，其中E主要是要求-400C的沖擊韌性。3．優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼4．高強(qiáng)鋼絲和鋼鋼索材料懸索結(jié)構(gòu)和斜張張拉結(jié)構(gòu)的鋼索索、桅桿結(jié)構(gòu)的的鋼絲繩等通常常都采用由高強(qiáng)強(qiáng)鋼絲組成的平平行鋼絲束、鋼鋼絞線和鋼絲繩繩。高強(qiáng)鋼絲是是由優(yōu)質(zhì)碳素鋼鋼經(jīng)過多次冷拔拔而成，分為光光面鋼絲和鍍鋅鋅鋼絲兩種類型型。鋼絲強(qiáng)度的主要要指標(biāo)是抗拉強(qiáng)強(qiáng)度，其值在1570-1700N/mm2范圍內(nèi)，而屈服服強(qiáng)度通常不作作要求。高強(qiáng)鋼鋼絲的伸長率較較小，最低為4%，但高強(qiáng)鋼絲（（和鋼索）卻有有一個(gè)不同于一一般結(jié)構(gòu)鋼材的的特點(diǎn)——松弛，即在保持持長度不變的情情況下所承拉力力隨時(shí)間延長而而略有降低。平行鋼絲束由7根、19根、37根或61根鋼絲組成，其其截面見圖示。。鋼絲束內(nèi)各鋼鋼絲受力均勻，，彈性模量接近近一般受力鋼材材。用來組成鋼鋼絲束的鋼絲除除圓形截面外，，還有梯形和異異形截面的鋼絲絲。鋼絞線亦稱單股股鋼絲繩，由多多根鋼絲捻成。。鋼絲繩多由7股鋼絞線捻成，，以一股鋼絞線線為核心，外層層的6股鋼絞線沿同一一方向纏繞。圖2.13平行鋼絲束的截截面圖2.14鋼絲繩的捻法及及截面二、鋼材的選擇擇（一）選擇鋼材的的原則1．結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的的重要性；2．荷載情況（靜靜力荷載，動(dòng)力力荷載）；靜力荷載作用下下可選擇經(jīng)濟(jì)性性較好的Q235鋼材。動(dòng)力荷載作用下下應(yīng)選擇綜合性性能較好鋼材。。3．連接方法（焊焊接連接、螺栓栓連接）；焊接結(jié)構(gòu)對材質(zhì)質(zhì)的要求嚴(yán)格，，應(yīng)嚴(yán)格控制C、S、P的極限含量；非非焊接結(jié)構(gòu)對C的要求可降低一一些。4．結(jié)構(gòu)所處的工工作條件（環(huán)境境溫度，腐蝕等等）；低溫下工作的結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇低溫溫脆斷性能好的的鎮(zhèn)定鋼鋼材的厚度。厚度大的焊接結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)采用材質(zhì)質(zhì)較好的鋼材。。（二）鋼材選擇擇建議1、承重結(jié)構(gòu)的鋼材材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼，其質(zhì)量應(yīng)分分別符合國家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700和《低合金高強(qiáng)度結(jié)結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591的規(guī)定。當(dāng)采用用其他牌號的鋼鋼材時(shí)，尚符合合相應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的規(guī)定和要求求。2、承重結(jié)構(gòu)的鋼鋼材應(yīng)具有抗拉拉強(qiáng)度、伸長率率、屈服強(qiáng)度和和硫、磷含量的的合格保證，對對焊接結(jié)構(gòu)尚具具有含碳量的合合格保證。3、對于需要驗(yàn)算疲疲勞的焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)具有常溫沖沖擊韌性的合格格保證；當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度度等于或低于0℃但高于－20℃時(shí)，Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有0℃沖擊韌性合格的的保證；對于Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有－20℃沖擊韌性的合格格保證。當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度度等于或低于－－20℃時(shí)，對Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有－20℃沖擊韌性的合格格保證；對Q390和Q420鋼應(yīng)具有－40℃沖擊韌性的合格格保證。4、對于需要驗(yàn)算算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)的鋼材亦應(yīng)具有有常溫沖擊韌性性的合格保證，當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度度等于或低于－－20℃時(shí)，對Q235鋼和