： 16.2 【 疲劳？。计算 ！ 16.2》.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1》6.2.1》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》EC：3Desig—n of《 steel st！ru：ctures-【Part1-9Fa！tigue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25m【m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，(1：6.2.1-7)参！考了国？际上钢结构》疲劳设计规范—如日：本标准JSSC欧洲！钢结构设计规范E】C，3 ？ ？     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σmax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TJ【 17-《7，4，规定对主体金—属3号钢取k—＝0.516Mn钢！取k＝0.6—；，对角焊缝3号钢取k！＝0.81》6M：n钢取k＝0.85！；   ！。        [！δp0]《应，力比ρ？(ρ＝σ《m，in/σm》ax)＝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[】σ，p0]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—＝2×1《06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《1，4个类别为Z1～】Z14(见》正文表1《6.2.1-1)】；，针对剪应力幅疲劳计！算的有3个类—别为：J1～J《。3(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、Z8、Z】10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＝？5×106～1×】。108次之间的斜率！为βZ？＋2(见图》46)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1—9个项次的构造【细节的基础上新【增加了23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200万次的类】。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4：7 ！ 图4—6  关于正应力】幅的疲劳强度—S-N曲线 【 16.2】.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5×10》6与1×108之】间的容许正应力幅计！算，S-N？。曲，线的斜率采用βZ＋！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？＝，1×1？08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(《16.2.1—-1)(正应—力，幅疲劳)、式(1】6，.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200万次常！幅疲劳计《。算 》     假设设！计应力谱包括应【力幅水平△σ1、】△σ：2、：…、△σ《。i、…及对应的循】环，。次数n？1、n2、…ni】、…：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△》σ，。i作用有n》i次循环由S-【N曲线计算得△【σi对应的疲劳寿】命为N？i则：。△σi应力幅所【占损伤率为n—i/N？i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【∑(：ni／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20—0万次的等》。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》(△σjnj)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C：。。Z、C′Z斜—率β：Z和：βZ＋2的》S-N曲《线参数 ！    由于斜【率，。。βZ与？βZ＋2的两条S-！N曲线在N＝5【×106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20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＝2×106【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23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】αf值A《6、A7、A8工作！级别的重级工—作制硬钩《吊车取用1.0A6！。、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×—1，06的α《f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α：f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88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α？。f在数值上目前【还是适？用于吊车梁的疲【劳强：度计算 》