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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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—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!。≥5×104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≥10!5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
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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=σma!xσm?。in与该处》应力集中系数—的乘积此处σmax!和σm?in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
【 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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