， 1《6.2  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EC》3Design 】of ？s，t，eel s》tructures！-Part1-9】Fatigu—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25mm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JSSC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-《74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＝0.816【Mn钢？取k＝0.》8，5，。； 《  《  ：       [δ！p0]应《力比ρ(ρ》＝σmi《n/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-【74：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＝σm》ax0.7σmi】n 》 ：    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9《5％置信度取2×1！06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：E，C3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16.2.【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16.2.1-】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、】Z5、Z6》。、Z7、Z8—、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？。。×1：06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23个细节【构成共计《38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2》2以2？00万次的》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E：C，3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】 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(1《6.2.2-1)】、，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5×10【。。6，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1×10—。8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] ！ 16.2.【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200】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n1、】n2：、…：。ni：、…：然后按目前国—。际上通用的Mine！r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—ni/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∑(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2】00万次的等—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(△σin【i)和(△σjnj！)，两部分组成》总应力循《环∑ni＋∑n【j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βZ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＝5×1！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(【1，6，.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α《f△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α！f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8！0％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A6？、A7、A》8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A？4、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—1，0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 《