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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?16.?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8—8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《×1:。04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?
16.!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
【。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《。σmin与该处【应力集中系》数的乘积此处σm】ax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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1—6.1.4 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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