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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88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≥5×104【。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1?6.3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—
【 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=σ【maxσ《min?与该处应力集中【系,数的乘积《此处σma》x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【
— 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
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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2《0℃:时也宜考虑防脆断设!计
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