钢结构设计原理钢结构的材料.ppt

此时的Δσ即为容许应力幅： 式中：系数β、C—为不同构件和连接类别的试验参数，称疲劳特征参数。 2. 常幅疲劳验算 式中： Δσ—计算部位的应力幅 对于焊接结构: Δσ=σmax-σmin 对于非焊接结构：Δσ=σmax-0.7σmin(折算应力幅） σmax、σmin —计算部位每次应力循环中的最大拉应力和 最小拉应力或压应力（压应力取负值）。 [Δσ]—常幅疲劳的容许应力幅 3. 验算公式的几点补充说明 （1）计算时用荷载的标准值。 （2）由于来源于试验，已考虑动力效应，计算时不再考虑动力系数。 （3）公式同样适用剪应力情况验算。 （4）针对不同构造和受力特点的钢结构和连接（应力集中和残余应力分布程度不同）,GB50017-2003把各种不同的构造划分为8个类别，给出了8个类别的C、β值。 参数Ｃ和β的取值 3 3 3 3 3 3 4 4 β 0.41 0.65 0.96 1.47 2.18 3.26 861 1940 Ｃ ×1012 8 7 6 5 4 3 2 1 构件和连接类别 图2.6.9 疲劳容许应力幅[??]与应力循环次数n的关系曲线 1 2 3 4 5 6 7 8 400 300 200 100 80 60 105 2 3 4 5 6 7 8 9 106 2×106 5×106 107 n [△σ]/（N/mm2） 编号越大，其应力集中、残余应力情况越严重，其C值越小，容许应力幅[Δσ]越小。 （5）钢材种类不同，静力强度差别较大，而公式中 [Δσ]无差别。 试验表明：对目前常用的构件和连接，疲劳强度一般与所用钢材的屈服强度无关。 所以，不能通过提高钢材屈服强度来提高抗疲劳能力。 （6）对非焊接结构，残余应力影响较小，疲劳寿命主要与最大应力、应力比有关，但为统一采用一种验算公式，引入了折算应力幅概念。 （7）完全压应力状态不验算疲劳。 规范规定：在应力循环中不出现拉应力部位可不计算疲劳。 2.6.3 变幅疲劳 ——当应力循环内的应力幅随机变化时为变幅疲劳。 Δσi-1 Δσ2 Δσ1 Δσi σ t 图2.6.10 变幅荷载循环 对于受随机荷载作用的变幅疲劳计算，通常近似按线性疲劳累积损伤原则将变化的应力幅折算成等效常应力幅Δσe，然后令 式中： ?????∑ni——以应力循环次数表示的结构预期使用寿命； ? ni——预期使用寿命内应力幅水平达到Δσi的应力循环次数。 [△σ]——常幅疲劳的容许应力幅 对于吊车梁，按下式计算其疲劳强度： —欠载效应系数。重级工作制硬钩吊车1.0； 重级工作制软钩吊车0.8；中级工作制吊车0.5。 —循环次数 N=2×106 的容许应力幅。 式中： 第2.7节 钢材的种类和规格 1. 钢材的种类2. 钢材的选择 3. 钢材的规格 1.了解钢材的种类、命名和选择 本节目录 基本要求 2.了解钢材的主要规格 2.7.1 钢材的种类 按用途钢可分为：结构钢、工具钢和特殊钢。 按冶炼方法，钢可分为转炉、平炉和电炉。 按照脱氧方法和程度的不同，可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。 按化学成分，钢又可分为碳素钢和低合金钢。 1.碳素结构钢 命名方式:由四部分组成，依次是屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级符号和脱氧方法符号，如 Q235-A·F。 说明：（1）质量等级符号A、B、C、D是根据钢材的化学成分和冲击韧性不同共化分为4个等级。 Q235--质量等级（A、B、C、D） 脱氧方法（F、Z、b、Tz） A —保证fu、fy、δ，P、S含量 B —保证fu,fy,δ,冷弯，常温时Cv，P，S，C含量； C —保证 fu,fy,δ,冷弯，0oC时Cv，P，S，C含量; D —保证fu,fy,δ,冷弯，-20oC时Cv，P，S，C含量; （2）脱氧方法符号也有四种，F代表沸腾钢，b代表半镇静钢，Z代表镇静钢，TZ代表特种镇静钢，在具体标注时Z和TZ可以省略。 （3）规范GB50017将Q235牌号的钢材选为承重结构用钢。其化学成分和脱氧方法、拉伸和冲击试验以及冷弯试验结果均应符合规范GB/T700-2006的要求。 2.低合金高强度结构钢 低合金高强度结构钢是在钢的冶炼过程中适量添加几种合金元素（合金元素总量不超过5%）,使钢的强度明显提高。 低合金高强度结构钢的牌号命名与碳素结构钢相似,只是质量等级分为A、B、C、D、E五等（其中E主要是要求-40℃ 的冲击韧性）,低合金高强度结构钢采用的脱氧方法均为镇静钢或特殊