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钢结构工程突变高度支座的疲劳计算与计算参数

2020-12-02 15:19:37 作者长葛市永益钢结构工程有限公司

  1.设计(控制)应力幅的计算方法

  试验与计算表明,钢结构工程突变支座拐点区的应力状态十分复杂,存在着较大的应力集中,并由拐点处的主应力或折算应力控制疲劳强度。分析比较还表明拐点应力处应力属于多向应力,并不能用一般材料力学方法准确计算,而应用有限元计算方法计算后,其数据与试验数据较相吻合。

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  为工程应用中简化计算,试验报告中提出了以材料力学方法计算应力值乘以应力集中系数来等效千有限元计算,故在应力幅计算式中引入了应力集中系数。另按《钢结构设计标准》GB50017~2017,对焊接部位的正应力幅,当板厚大于25mm时,式中尚应考虑板厚勀应系数而将应力幅值增大。

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  2.应力集中系数

  圆弧端报告简化公式提出所试验梁端斜截面主应力集中系数为1.14~1.76,直角端报告文件中表述所试验梁端应力集中系数为1.5~7.0,而按其附件表中值计算,应力集中系数分别为1.3~4.56,文献1按可比条件并定义应力集中系数为有限元主应力值与材料力学方法主应力的比值,对楔形渐变高度(I型)、直角突变高度(II型)与圆弧突变高度III型)三种钢结构工程梁端构造进行了有限元分析。

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  综上所述,以I型构造的钢结构工程应力集中系数普遍较低并离散性较小。故实际工程梁端的应力集中系数还应小于表中值。II型构造(直角突变)的应力集中系数高于I型,此外,直角突变端下翼缘为开槽后插入梁腹板,开槽端点本身已有应力集中而又位于直角拐点,因而会加大拐点的应力集中程度,此类构造细节的不利影响,在有限元计算中均未予考虑。

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