公路钢结构桥梁设计规范JTGD构件设计(疲劳).ppt

公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲 * 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲 * Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲  5 构件设计 （疲劳） 吴 冲 同济大学桥梁工程系 cwu@tongji.edu.cn 《公路钢结构桥梁设计规范》 5.5.1 结构构件与连接疲劳验算细节 5.5.1 承受汽车荷载的结构构件与连接，应按疲劳细节类别进行疲劳验算。 5.5.1 结构构件与连接疲劳验算细节 5.5.1 结构构件与连接疲劳验算细节 5.5.1 结构构件与连接疲劳验算细节 5.5.1 结构构件与连接疲劳验算细节 5.5.2疲劳荷载 疲劳荷载计算模型I 用于验算全局受力构件是否具有无限疲劳寿命 采用等效的车道荷载，集中荷载为0.7Pk，均布荷载为0.3qk。Pk和qk按公路—I级车道荷载标准取值 应考虑多车道的影响，横向车道布载系数应按现行《公路桥涵设计通用规范》JTG D60的相关规定选用 动力放大系数 验算伸缩缝附近构件时，疲劳荷载应乘以额外的放大系数 D——验算截面到伸缩缝的距离（m） 。 0.3qk 0.7Pk 5.5.2疲劳荷载 疲劳荷载模型II 当构件和连接不满足疲劳荷载模型I验算要求时，按模型II验算 用于验算全局受力构件在其设计使用期内的安全性 5.5.2疲劳荷载 疲劳荷载模型III 桥面系构件应采用疲劳荷载计算模型III 采用疲劳荷载计算模型III计算正交异性板疲劳应力时，应考虑车轮在车道上的横向位置概率。加载区域1应布置在横向最不利位置（5.5.7条） 5.5.8 疲劳强度 疲劳寿命：疲劳失效以前所经历的应力循环次数 N 剪应力 S－N 曲线 ：在一定的应力幅σ下进行常幅疲劳试验，测出试件断裂时对应的疲劳寿命N，然后把试验结果画在以logσ为纵坐标，以log N 为横坐标的图纸上，这种曲线称为疲劳曲线。 疲劳曲线示意图 m 和C1、C2均为常数。DsD称为“常幅疲劳极限”；DsL称为“截止极限” ，钢结构m≈3 影响因素：钢材种类、构造细节、加工制作方法、应力状态、细节的初始缺陷与残余应力、应力集中程度 、 不同构造细节的疲劳寿命差异很大，对应力幅的大小很敏感 5.5.8 疲劳强度 正应力幅疲劳强度曲线 5.5.8 疲劳强度 剪应力幅疲劳强度曲线 5.5.8 疲劳强度 缆索构件的疲劳细节曲线（13.2.2条） 表13.2.3 缆索构件的疲劳细节构造分类 受拉构件类型 构造分类Δsc [MPa] 钢丝绳 150 平行钢绞线束 160 平行钢丝束 160 5.5.4无限疲劳寿命设计方法（疲劳荷载计算模型I） 验算式 未消除残余应力后的焊接构件 疲劳应力为拉-压循环的非焊接构件以及消除残余应力后的焊接构件 gFf——疲劳荷载分项系数，取1.0； gMf ——疲劳抗力分项系数，对重要构件取1.35，对次要构件取1.15； ks——尺寸效应折减系数， (横向对接焊缝) ; 未说明时，取ks =1.0； DsD——正应力常幅疲劳极限（MPa），根据附录C中对应的细节类别按图5.5.8-1取用； DtL——剪应力幅疲劳截止限（MPa），根据附录C按图5.5.8-2取用； spmax、 spmin——将疲劳荷载模型按最不利情况加载于影响线得出的最大和最小正应力（MPa）； tpmax、 tpmin——将疲劳荷载模型按最不利情况加载于影响线得出的最大和最小剪应力（MPa） 5.5.5(5.5.6) 有限疲劳寿命设计方法（疲劳荷载计算模型II, III） 验算式 未消除残余应力后的焊接构件 疲劳应力为拉-压循环的非焊接构件以及消除残余应力后的焊接构件 DsC、 DtC——疲劳细节类别（MPa），为对应于2 000 000次常幅疲劳循环的疲劳应力强度 根据附录C和图5.5.8-1、5.5.8-2取用； DsE2、 DtE2————按2 000 000次常幅疲劳循环换算得到的等效常值应力幅（MPa） spmax、 spmin——将疲劳荷载模型按最不利情况加载于影响线得出的最大和最小正应力（MPa）； tpmax、 tpmin——将疲劳荷载模型按最不利情况加载于影响线得出的最大和最小剪应力（MPa） 5