。 《16.2  疲劳】计算 【 ： 1：6.2.1  本】条在原？规范：第6.2.1条【的基础？上增补了许多内【容和说明并将—原规范第《6.2.1条一【分为二形成第16.！2.1条、》第，16.2.2—条两：条当：结构所受的应力【幅，较低时可采》用式(？16.2.1-1)！和式(16.2.】1-4)快速验算疲！劳强度国际》上的试验《研究表明无论是常】。幅疲劳还是变幅【疲劳低于疲劳截止】限的应力幅一般不会！导致疲劳《破坏  ！   本次修订【参考欧？洲钢结构设计—规范E？。C，3D：esig《n of st【eel str【uctures-】Part1》-9Fa《tigu《e增加了少量针对构！造细：。节受剪应力幅的【疲劳强？度计：算；同？时针对？正应：力幅的？疲劳问题引入板厚】修正系数γt来【考虑壁厚效应对【横向受力焊缝疲劳】强度的？。影响国内外大量【的疲劳试《验采用？的试件钢板厚度一般！都小于25mm 】   【。  对于板厚大于】25：mm的构件》和连接主要是横向】。角焊缝和对接—焊缝：。等横向传《。。力焊缝试验和理论分！析表明由于板厚【引起的焊趾位—置，的应力集中》或，应力梯度变化—疲劳强？。度随：着板厚的《增加：有一定？程度的降《低，因此需要对容—许应力幅针对具体的！板厚进？行，修正板厚修》正系数γt》的，计，算，公式(16》.2.1-7)【参考了？国际上？钢结构疲劳设计【规范如日本标准JS！SC：欧洲钢？结构设计规范E【C3 【     考虑到非！焊接与焊接》构件以及《连接的不同即—前者一般不存在很】高，的残余？应力其疲《劳寿命不仅与—应力幅有关也与【名义最？。大应：力有关因《此为了疲劳强度计算！统一采用应力幅的形！式对非？焊接构件以及连【接引入？折算应力幅》以考虑σ《max的影响折【算应力幅的表—达方式为 》 —    】 式中k系数按钢】结构：设计规范T》J，。 ，17-74》规定对主体金—属3号钢《取k＝0.5—16：Mn：钢取k＝《。0，.，6；对角焊》缝3号？钢取k＝0.8【16Mn《钢取k＝0》.85； 】   《        】[δp0]应—力比ρ(ρ》。＝，σm：i，n/σmax)＝】0时疲劳容许拉应力！。。其值：。与[△σ]相当 】 》    在钢结【构设：计规范TJ》 17-7》4中[σp0]考虑！了欠：载效应系数1—。.1：5和动？力系数？1.1？故其：值较：高但本条仅考虑【常，幅疲：劳应取消欠载效应系！数且[△σ]是试】验值已包含动载【效应所以《亦不考虑《。动力系？数因此[《△σ]？的取值相当于[【σp0？]，/(1？.15×1.1【)，＝0：.79[σp0]另！外88版规范—以高强螺《栓摩擦型连接和带孔！。试件为代表将试验】数，据，统计分析取》k＝：0.7因此△σ【＝σmax0.7】σmin 】     原规】范之前的修订—工，作针对常幅疲劳容许！应力幅做了两方面】的工作？一，是，。收集和？汇，总，。各种构件和连—接形式的疲》劳试验？资料；二是以几种主！要的形式为出发点】把众多的构件—和，。连接形？式归纳分类每—种具：体，连，。接以其所属类别【给出S-N》疲劳曲线和相关参数！为进：行统计？分析工作《汇集了国内》现有资料《。个，别连：接形式(如》T形对接《。焊，接等)适当参考了】国外：资料根？据不同钢号、不【同尺寸的同一连接形！式的：所有试验资》料汇总后按应力幅】计算式进行统—计分析？。以95％置信—度取2×106次】疲劳应力幅》。下限值也就是疲劳试！验数据线性回归值】(平均值)减—去2：倍标准差《按各种连接形—式，疲，劳强度的统计参【数[非焊接连接【形式考虑了》最，大应力(《应，力比)实际存—在的影？响]：以，构件母材、高强度螺！栓连接、《带孔、？翼缘焊缝、横向加劲！肋、横？向角：焊缝连接和节点板】连，接等几种主要形【式为：出发点适当照顾S】-N：曲线族的等间距【设置把连接方式【和受力特点相似、疲！劳强度相近的形式归！成同：一类最后《确定构件和连接分类！有，8种分类后需—要确定S-》N曲线斜率值—根，据试验结果》。绝大多？数，焊，接连接的斜率—在3.0～3.5之！。间部分介于2.5】～3.0之》间构件母材和非焊】接，连接则按斜率小【于4为简化计算取用！3和4两《种斜率？而在N？＝2：×106次疲劳强】度取值略予调整以】免在：低循环次数》出现疲劳强度过高的！现象S-N曲线确】定后：可据此求出》任何循环次数下的容！许应：力幅(？。即疲劳强度》) 《     【近，20多年《来世：界上一些先进国家】在钢结构疲劳—。性，能和设？计方面开展了大【量基础性《的试：验研究工作取得了】许多成果发展了钢】结构：疲劳：设计水平提出了许多！构造细节的》疲劳强度数据而【我国这？方面所做的基—础性工作十分有限】鉴于此现状本次标】。。准修订时对》国际上各国的研究状！况和成果进行—了广泛的调研—和对比分析在保【持原规范疲劳—设计已有特点的基】。础上借鉴《和吸收？了欧洲钢结》构设计规范》EC：3钢结构《疲劳设计的概念【和做：法增加了许多新【的内容使我》国可进行《钢，结构疲劳计算的【。构造细？节更：加丰富具体如下【 ？     1】  ：将，原来8个类别的【S-N曲线增加到针！对正：应力幅疲《劳计：算的有？14个类别为Z【1～Z1《4(见正《文表16.2—.，1-1)；》针对：剪应力？幅疲劳计《算的有3个类—别为J1～J3【(详见正文表—。。1，6.2.1-2) ！ ： ？    2  原来！的类别？1和2保《持不变即为》现在的？类别Z1和Z2原来！的类别？3、4、5、6、】7、8分别放—入到最接近现在的】类别Z4、Z—5、Z6《、Z7？、，。Z，8、Z10中在N＝！2×106时的【新老：容许应力幅的差别均！在5％？以内在工程》上可以接受》原来针对角焊—缝疲劳计算的类别8！放入到现在的—。类别J1 —    【 ，。3  国际上研究】表明对变幅疲劳【问题低应力幅在高】周循环阶段》的疲劳损伤程度有】所较低且存在一个】不会：。疲劳损伤的》截止：限为：此针对正应力幅疲劳！强度计算《的S-N曲线在【。N＝5？×106次》之前的斜率为—βZ在N＝5×10！6，～1×？108次之间—的斜：。率为β？Z＋2(见图4【6)但是针对剪应】力幅疲劳强度—计算的S-N曲【线斜率保持仍不变为！βJ(见图47【)，无论是正《应力幅还是剪应【力幅均取N＝1【×108次时—的应力幅《为疲劳截止限— ， ？     4【  在保持原—规范19个项次【的构造细节的基【。础上新增加了—2，3个细节构成共计3！8个项次并按照非】焊接：、纵向传《力焊缝、横向传力焊！缝、非传力焊缝、】钢管截面、剪应力作！用等情况将构造【细节：进行归类《重新编排同时构造】细，节，。的图例表示》得更清？楚见附录表》K-1～K》-，6 《    — 表22以200万！次的疲？劳强度为例给出了原！有构造细节在修订前！后的比较并》指明了新增加—的构造细《节欧洲钢结构—设计规范EC3构】造细节的疲》劳强度确定的方法与！我国是一致的—即依据疲劳试—验数据的线性回归】值(平均值)减【去2倍标《准差 》 表22 【 各构？造细节2《。00万次的》类别：及其疲劳强》度(针对《附录K-1～K-6！) ： ， ？ ， ， 】 ：    《。 正应力幅》及剪应？力幅的疲劳》强度S？-，N曲线见图》。46、？图47 】 图】46  《关于正应《力幅：的疲劳强度S-N】曲线 1！。6.2.2  【对不满足第16.】2.1条中式(16！.2.1-》1)(正《应，力幅疲？劳)、式《(16.2》.1-？4)：(剪应？力幅疲劳)的—常幅疲？劳，问题应按《照，结构预期使用寿【命采：。用式(16.2.2！-1)？、，式(16.2.2-！。5，)进行？疲劳强度计算 【。 》。   ？ 原规？范，第6.？2.1条对常幅疲劳！的计：算无论正应力幅大小！如何将S-N—曲线的？。。斜率βZ保持不变】并且一直往下延伸】本次：标准修订时本—条文正应力幅—的常幅疲《劳计算为了与第【16.2.3条的变！幅疲劳？计算相协《调和合理衔》接对应力循环次数】。n在5×《106之内的容【。许正应力幅》计算：S-N曲线的斜【率采用βZ》；对应？。力循环？次数n在5×106！与1×108之间的！容许正应力》幅计算S-N曲线的！斜，率采：用β：Z，＋2同时对正应力】。幅和剪应力幅的常】幅疲劳计算》都在：应力循环次数—n＝1？×108处》分别设置疲劳截止】。。限，[△σL]和—[△τL] 【 1》。6.2.3  本条！为原：规范：第6.？2.2条《和第6.2.—3条的综合》补充说 — 【 图47》  关？于剪应力幅的疲【劳，强度S-N》曲线 》 明对不满【。足本：标准第16.—2.1条中式(1】6，.2.1-1)(】正应力幅《疲劳)？、式：(16.2.1【-4)(剪应力幅】疲劳)的变》幅疲劳？问题提供了按照结构！预期使用寿命—的，等效常幅《疲劳强度《。的计算方法实际结构！。中重复作用的荷载】一般并不是固定【值若：能根据结《构实：际的应力状况(应】力的测定资料)【并按雨？流法或泄水法—等计数？方法进？行应力幅《的频次？。统计、？预，测或估算得到结【构的设计应力谱则可！。按本条将变幅疲【劳转换为应力循环】2，00万次常幅—疲劳计算 【。 ？    假设设计】应力谱包括应力幅】水，平△：σ1、△σ2—、…、△《σi、…及对—应的循环次数n【1、：n2、…n》i、…然《后按目？前国际上通用的Mi！。ner线性累计【。损伤定律进》行计算？其原理如《。。下  】  ：。 计算部位在某【应力幅水平》△σi作用有ni次！循，环，由S-N曲线计【。算得△σ《i对应的《疲劳寿命为Ni则】。△σi应力幅所占损！伤，率为n？i/Ni对设—计应力谱内所有应力！幅均做类似的损【伤计算则得》 】     】从工程应用的—角度粗？略地可认为当∑(n！。。i／Ni)＝1【时发生疲劳》破坏 ？ ？     计算疲！劳累计？损伤时还应涉及S-！N曲线斜率》。的变化和截》止，应力问题国》际上的研究》表明对变幅》疲劳问题《常幅疲劳《。所谓的疲劳极限并】不，。适用；随着疲劳【裂纹的扩展一些低】于疲：劳极限的低应—力幅将成为》裂纹扩？展的应力《幅而加速疲劳累积损！伤；低应《力幅比？高应力？幅的疲劳损》伤作用要弱并且也不！是，任何小的《低，应力幅都有疲劳【损，伤作用小到》一定程度《。就没有？。损伤作用了 【 《   ？ 原：。规范采用《最简单的《损伤处理方式—即保持S-》N曲线的斜率不变】。认为：高应力幅与低应力】幅具有？相同的损伤效—应且无论多少小【的应力幅始终—存在损伤作用这是过！。于，保守的做法并不【切合：实际为此本次—标准修订时》采用欧洲《钢，结构：设计规范EC3【国际上认可的做法即！采用本？标准第16.—2.1条文说明中3！的方法来《处理低应力幅的【损伤作用《 ， ，。 ？     》按照图46与图47！及以上Mine【r损伤定律可将变】幅疲劳问题换—算成应力循环200！万次的等效常幅疲】劳进行计算》以变幅疲劳的等效】。正应力？幅为例(图47)推！导过程如下》。 ， ？    》 设有一变幅疲劳】其应力谱由(△σ】ini)和(△σ】jnj)两部分组】成，总应力循环∑—ni＋∑nj次【后发：生疲：。劳破坏则按照S【。-N曲线的方程分】别对每i《级的应力幅》△σi、频》次ni和j》级的应力幅》△，σj、频次nj有 ！ 《   ！  式中CZ—、C′Z斜》率βZ和βZ—＋2的S《-N曲线参数— 》    《。 由于斜率βZ与β！Z＋：2的两？条S-N曲线在N＝！5×1？06处？交汇：则满足下式》 ？ ？。 —16.2《.4  本条为原】。规范第6《.2.3条的补充说！明本条提出适—用于重级工作制【吊车梁？和重级、中级工作制！吊车桁架的》。简化的疲《劳，计算公式(16.】2，.4-？1)：、式(16.2【。.，4-2)88版规】范，。在修订时《为掌握吊车梁的【实际应力情况实测了！2，0世：纪70？。年，代一些有代表性的】车间吊车梁根据吊车！梁应力测定资料【按雨流法进》行应力幅频次统【计得到几《种，主要车间《。吊车梁的设计应【。。力谱以及《用应：力循环次数表示的结！构设计寿命并推导】了各类车《间，实测吊车梁的等效】应力：幅αf△σ此—处△：σ为设计应力谱中】最大的应力幅αf】为变：幅荷载的欠载效应】系数因不同车—间实测的应力循【。环次数不同》为便于比较》统一以n＝2×10！6次的疲劳强度为基！准进一？步，折算出相对》的欠载？效应：等效系？数αf结果如表2】。3所：。示 ？ 表23【。  不同车间—的，欠载效应等效系【。数 —。 《     【分析测定《数据时都将》。最大实测值视为吊车！满负荷？设计应力△σ然后划！分应力幅水平级别】事实上实《测应力？与设计应力》相比：随，车，。间，生产工艺《的不同(吊》车吊：重物后实际运行位】。置，与设计？采用：的最不利《。位，置，不完全相《符)而有悬殊差异如！均热炉车间正常的最！大实测应力为设计】应力的80》％以上炼《钢车：间为设计应力的50！％左右而水》压机车间《仅为设？计应力的30％ 】 《。     考—虑到实测条件中的应！力状态难以》包，括长期使用》时各种错综复杂的状！况忽略这一部—。分欠载？效益是偏于》安全的 《 ：  《   根据》实，测结：果提出本标》准表16.2.4】供吊：车梁疲劳计算的α】f值A？6、A7《、A8工《作级别的重级—工作制硬钩吊—车取用1.0—A6、A7工作级】别，的重级工作》制软钩吊车为0.8！有，关A4？、A5？工作级别的中级工作！制吊车桁架》需要进行《疲劳验算的规定【是由：于实际工程》中，确有使用《尚属频？繁而满负荷》率较低？的一些吊《车(如？机械工厂的金工、锻！工车间)特别—是当采用吊车桁【架时：有补充疲劳验算的必！要故根据《以往分析资料—(中级工作制—欠载约为重级—工，作制的1.》3倍)推算出相应】于n＝2×》106的αf值约为！。0.5至于》轻级工作《制吊车梁《和吊车？。桁架以及大多数中】级工作制吊》。车梁根据多年—来使用的情》况和：设计经？验，可不进？行疲劳计算 ！     需要】。说，明的是？表23的计算—结果：都是基？于当：。时有关“低应力【幅与高应力幅—有着相同损伤作【用(：即斜率？保持不变)且无论如！何小的低应力幅始】终有损伤作用”【这一保守方法—。的处理结果得到的欠！载效应等效系数αf！会，偏高实际上应该有所！减小然？而近30《年来工业《厂房吊车梁》。的应用状况发生【了很大的变化—。吊车使用的》频繁：程度大幅度提—高依：据近10《年来的测试数据【采用：与8：8版规范相同的分】析，方法：得出欠？载效应等效系—数αf相《比，过去：已有所提高由—于此消彼长的因【素故自88版—规范修订以》来提出的欠载效【。应等效系《。数αf在数值上【。目前还是适用于【吊车梁的疲劳强度】计算： ：