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16 】疲劳计算《及防脆?断,设计
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?16.1《 一般《规定
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1】6.:1.1 本条【基本沿用原》规范第6.1.1条!本条阐述本》章的适用《范围为直接承受动力!。荷,载重复作用的钢结】构(例如工业厂房】吊车梁、《有悬:挂吊车的屋盖结构】、桥梁、《海,洋钻井平台、—风力发?电机结构、大型旋】。转游乐设施等)当】其荷载产生》的,应力变化《的循环次数》n≥5×10—4,时的高?周疲劳计算需要【进行疲劳计算的循】环次数?88版规范为n≥】105次考》虑到在某些情—况下可能不安—全原规?范修订时参考国外规!定并:结合:建筑钢结构的实际】情况:改为n≥5×—10:。4次:本次修订《仍旧:保留了原规》范对循环次数—的规定当钢结构承】受的应力循环—。次数小于本》条要:求时可不进行疲劳计!算且可按照不需【要验算疲劳》。的要求?选用钢材直接承受动!力荷:载重复作用并—需进:行疲劳?验算的钢《结构均应符合本标准!第16.3节规定】的相关构造要—求,
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1《6,.1.2 本条沿!用原规范第6.【1,.2:条,本条:说,明本章的《适用范围为在—常温、无强烈—腐蚀作用环境中的结!构,构件:和连接?对于:海水腐蚀环境—、低周-高应变疲】劳等特殊使用条【件中疲劳的破坏机】理与表达式各有特点!分别另?属专门范畴》;高温下使用—和焊接?经回火消除残余应力!的结构构件》及其连?接则有不同》于本章的疲劳—强度值?均应另行考》虑
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:16.1.3 本!条基本沿用》原规范第6》.1.3条本次【标准修订《中有关?疲劳强度计算仍采】用荷:载标准值《按容许应力幅—。法进行?计,算,是因为目前》我国对基于》可靠度理论的疲劳极!限状:态设计?方法研?究还缺乏《基础性研究对不同】类型构件《连,接的裂纹形成、扩】展以致?断裂这一全过—程的极限状态包括】其严格的定》义和影响发展过程】的有:。关因素?都还未明确掌握的疲!劳强度?数据只是结构抗【力表达式中的材【料强度部分
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? ? 为适应焊接结构在!钢结构中普遍应【用的状况本章采用】目前已为国际上公认!的应力幅计算—。表达式多年来国【内外大?量的试验研究和理】论分析证实对于焊接!钢结构疲劳强—。度起:控制:作用的是应力幅【。△,σ而几乎《与最大应力、最小应!力,及应力比这些参【。量无关这是因为【焊接及其随后—的冷却构《成不均匀热循环过程!。使焊:接结构内部产生【自相平衡的内应【力在焊接附近出现】。局部的残余拉应力】高峰横截面其余部分!则形成残《余压应力与之平【。衡焊接残余》拉应力最《高峰值往往可达【到钢材的屈》服强:。度此外焊接》连,接,部位因为原状截面】的,改,变总会?产生不同程度—的应力?集中现象残余应力和!应力:集中两个因素—的同时存在使疲劳裂!。纹,发生于焊《接熔合线的表面【。缺陷处或焊》缝内部缺陷处—。然,后沿垂直于》外力:作用:方向扩展直到最【后的断裂产生裂纹部!。位的实际应》力状态与名义应力有!很,大差别在裂》纹形成过程》中循环内应力的变化!是,以高达钢《材屈:。服强度的最大内应力!。为起点往《下,波动应力幅》△,σ=σmax—σmi?n与该处《应力集中系数的【乘积此处σmax】。和σmin分别【为名义最大应力【。和最小应力在—。裂纹扩?展阶段裂纹》扩展速率主要受控于!该处的应力幅—值
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:。 ? 试验证明钢材【静力强度不同对【大,多数焊接连接类别的!疲劳强度并无显著】区别仅在少数—连接:类别(如轧制钢【材,的主体金属》、,经切割加工的钢材】和对接焊缝》经严密检《验和细致的》表面加工时)的疲】劳强度?有随:钢材:强度提高稍》微,增加的趋《势而这些《连接类别一般不在】构件疲劳计算中起控!制作用因此为简【化表达式可认为所】有类别?的容许?应力幅都与》钢材的静力强度无】关,。即,疲劳强度《所控制的构件采用】强度:较高的钢材》是不经济的
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钢结构】。的疲劳计算采—用传统的基》于名义应力》幅,的构造分类法分类】法,的基本?思路是以名义应【。力幅作为衡量疲劳性!。能的指标《通过:大量试?验得:到各:种构件和连接构造的!。疲劳性能的统计【数据将疲劳性能相近!的构件?和连接构造》归为一类同一—类构件和连接构造具!有相同的S-N【曲线设?计时根据构件和连接!构造形式找到—相应的类别即—可确定其疲劳强【度
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【。 连接类别是影【响疲劳强度的主要因!素之一?主要是因为它将引】起不同的应力集中(!包括连接的外形【变化和内在缺陷的影!响)设计中》应注意尽可》能不采用应力集中】严,重的连接构》造
! , 容许应力幅—数值的确定是根据疲!劳试验数据统—计分析而得在试验】结果中?包括了局部应力集】中可能产生屈—服,区的影响因而整个】构件可按弹》性工作?进行计算《连接:形式本身的应—力,集中:不予考虑其他—因断面突变等构造产!生应力集中则应【另,行计算
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按应力】幅,概,。念计算承受压应力循!环与承受拉应力循】环是完全相同的国内!外焊接结构的试验】资料中也有压应【力,区发现疲《劳开裂的现象焊接】。结构的疲劳强—度,之所以与《应力幅密切相关【本质上是由于焊接】部位存?在较大的残余—。拉应力造成名义上】受压应力《的部位仍旧》会疲劳开裂》只是:裂纹扩展《的速:度,比较:缓慢裂纹扩展的长】度有限当裂纹扩【展到残余拉》应力释?。放后便会《停止考虑到疲劳【破坏:通常发生在焊接部位!而钢结构连接节点】的,。重要性和受力的【复,杂性一般不容许开裂!因此本?次修订规定了—仅在非焊《接,构,件,和连接的条件下在】应力循环中不出【现拉应力的部位可不!计算:。疲劳
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16.1》.4 本》条为新增条文—所指的低《温通常指不高—于20℃;但—对于厚板及》高强度?钢材高于20—℃时:也宜考虑防脆—断设计
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