鋼結(jié)構(gòu)疲勞計算

疲勞計算

通過大量全尺寸梁試件的疲勞斷裂試驗證明：影響焊接結(jié)構(gòu)疲勞強度的最重要因素是應力幅（最大應力與最小應力的代數(shù)差）、接頭細部構(gòu)造類型，而不是最大應力、應力比。從而使焊接結(jié)構(gòu)的疲勞設(shè)計概念產(chǎn)生了改變，即從按最大應力設(shè)計改變?yōu)榘磻ΨO(shè)計的概念。

第一節(jié)最大應力法

對非焊接結(jié)構(gòu)，應用最大應力法設(shè)計的概念還是對的。最大應力法認為，影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接疲勞強度的主要因素有最大應力、應力比、循環(huán)次數(shù)和缺口效應（構(gòu)造類型的應力集中情況）等。應力比為絕對值最小與最大應力之比（拉應力取正值，壓應力取負值），它代表了應力循環(huán)特征。最大應力法是依靠對結(jié)構(gòu)原型或模型的疲勞試驗所得出的曲線，用以預估疲勞強度或壽命，國外通常稱為曲線，

S代表應力，N

為以循環(huán)次數(shù)表示的疲勞壽命。

第二節(jié)常幅疲勞的應力幅法一、焊接殘余應力對疲勞強度的影響（略）二、焊接結(jié)構(gòu)常幅疲勞的容許應力幅常幅疲勞指所有應力循環(huán)中，應力幅保持常量（不隨時間變化）。焊接結(jié)構(gòu)的疲勞壽命主要與應力幅有關(guān)，而與名義應力比無關(guān)?，F(xiàn)規(guī)范中任意循環(huán)下的容許應力幅：（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。

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

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

第五節(jié)疲勞計算的特點和討論

1.疲勞計算的荷載應采用標準值，不考慮荷載分項系數(shù)，另外動態(tài)荷載不乘動力系數(shù)。

2.在建筑結(jié)構(gòu)中很少遇到常幅疲勞的情況，對變幅疲勞，計算時應預知設(shè)計應力譜。如果設(shè)計的是一種新結(jié)構(gòu)，就不可能找到類似結(jié)構(gòu)來測定應力譜。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算。

3.試驗證明，鋼材靜力強度的不同，對大多數(shù)焊接連接部位的疲勞強度沒有顯著差別。為簡化表達式，可認為所有類別的容許應力幅與鋼種無關(guān)。這樣，由疲勞控制設(shè)計的構(gòu)件采用較高強度的鋼種是不經(jīng)濟的。4.在應須力循許環(huán)中美不出文現(xiàn)拉柳應力己的部南位不污必進薯行?；艅谟嬊鬯恪Ｐ虻珜W有反鋒復內(nèi)力的勝構(gòu)件晨，拉甜應力仁的絕礙對值鎖大于毅壓應笑力的兵絕對箭值，約與壓鉤應力旅絕對灰值大泳于拉駝應力的培絕對器值相孟比，劫前者邪疲勞魯裂縫權(quán)更容撫易開鎖裂。走按規(guī)墾范計搏算方巧法，射只要探相同，遙其疲獲勞強及度就衣相同群，這浸未免度對后扮者來倚說偏噴于保和守，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題辯都屬潮于高隆周低臨應變寧疲勞違，即告總應濟變幅面小，存破壞前荷渴載循山環(huán)次晶數(shù)多緒。對暫于總寶應變炸幅大陰，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踐變疲勞瀉。低摧周疲穩(wěn)勞的解破壞悼機理斧和表偷達式必均有談其本強身特催點，顛不能川按本痕章規(guī)玻定的破計算方杰法進圣行計希算。6.新規(guī)催范與冊原規(guī)辨范相腸比，撤對本匯章內(nèi)譽容沒跪有什膽么改創(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)無扛損檢察驗符佩合二豆級標膏準”進行勾了修溝改?？溥@是泰因為填梁翼垂緣焊寧縫往屈往是拴角焊萄縫，捐而角咬焊縫民無法字無損糠檢驗末（因漏內(nèi)部徑探傷半不準銹確）怨，不通能要賭求“符合咳二級寶標準”，只糾能要息求角據(jù)焊縫例為三蒼級焊磚縫，缺但可