钢吊车梁直角式突支座疲劳性能试验研究

通过对钢吊车梁直角式突变支座双向荷载的静力和疲劳试验，研究了突变支座各板件的应力状态；讨论了荷载循环次数对突变点附近腹板应力的影响；对这种吊车梁的疲劳破坏特征也作了较详细的描述，提出了设计施工中应当采取的技术措施。     

直角突变式支座薄腹钢吊车梁疲劳性能评估与加固技术研究

设直角突变式支座的薄腹钢吊车梁，在吊车荷载作用下，腹板平面外变形产生的弯曲应力导致吊车梁腹板的疲劳性能明显降低。实际工程中的直角突变式支座薄腹吊车梁，在插入板端部位置的腹板沿竖向产生疲劳裂纹，裂纹长度最大达到300 mm,继续开裂会严重威胁生产安全。通过实测开裂的直角突变式支座薄腹吊车梁的动态应力、欠载效应的等效系数及平面外动态变形，得出吊车运行频繁程度和插入板端部切角弧度是影响插入板端部位置腹板疲劳强度的关键因素。采用有限元法和疲劳裂纹扩展分析技术，对直角式突变支座薄腹吊车梁插入板端部的腹板开展了拟静态疲劳裂纹扩展模拟，得出裂纹长度与应力强度因子的关系曲线。提出了适用于直角突变式支座薄腹吊车梁的钢板高强螺栓加固和“贝壳板”焊接加固两种加固方法，并对比分析了两种加固方法的有效性。证明钢板高强螺栓加固和“贝壳板”焊接加固均可有效降低裂纹尖端的应力强度因子，提高直角突变式支座薄腹钢吊车梁疲劳强度。     

钢吊车梁直角式突变支座插入板端部疲劳性能研究

钢吊车梁直角式突变支座在工业厂房中广泛应用,工程经验表明钢吊车梁直角式突变支座插入板端部与腹板连接焊缝易出现疲劳裂纹,且通过有效的点检制度可以避免灾难性的事故发生。开展了钢吊车梁直角式突变支座缩尺模型的疲劳试验,得出该类连接的应力幅-疲劳寿命(S-N)曲线,确定了疲劳裂纹的初始位置为小圆孔下侧。通过截面参数分析得出,小圆孔处应力集中系数与插入板板厚呈正线性相关、与圆孔直径呈负线性相关。采用VCCT法和网格重划分技术,针对钢吊车梁直角式突变支座插入板端部开展了疲劳裂纹扩展模拟,明确了该类构件的疲劳裂纹扩展模式。结合S N曲线法、概率断裂力学法,建立了适用于钢吊车梁直角式突变支座的插入板端部的概率损伤容限分析方法,分析得到在不考虑荷载、断裂韧度随机性时,其疲劳寿命不拒绝服从对数正态分布。     

直角突变式吊车梁支座受力性能分析

以某厂房直角突变式吊车梁应力测试为工程背景,由于厂房原有结构存在限制,梁端头截面高度不能做到足够大,吊车吨位大、工作繁重,故对其直角突变式吊车梁支座受力性能进行了有限元分析。结合实际应力测试和有限元计算数据,比较和探讨截面突变处的局部应力状态和力学性能,进一步了解直角突变式吊车梁端头的疲劳敏感区以及此类吊车梁的疲劳性能。     

几种钢吊车梁变截面支座抗疲劳性能的对比分析

用有限元法完成了梯开过滤式支座、圆弧过渡式支座及直角突变式支座钢吊车梁在同一条件下的应力，变形分析；由各受试梁的应力场分析，找出了支座应力分布规律的差异和疲劳裂纹敏感区；由各单元高斯积分点的应力值和应力集中系数分布曲线，捕捉到了疲劳裂纹首发点的位置。     

变截面吊车梁圆弧式和直角式突变支座的受力性能分析

采用圆弧式突变支座的变截面吊车梁在实际工程中出现了普遍性的疲劳裂缝,而直角式突变支座则未发现这类问题。现针对这两类变截面的吊车梁进行有限元分析,比较和探讨其截面突变处的局部应力状态和力学性能。分析结果表明,圆弧式突变支座翼缘与腹板连接处可形成两个方向较大的主应力,应力集中严重,在动荷载作用下易成为疲劳破坏的薄弱点,而直角式突变的梁中应力集中情况得到了较大的缓和。因此,在工程设计中,尤其是涉及动力荷载时,变截面梁支座构造形式不宜采用圆弧式,直角式应是一种良好的替代。     

钢吊车梁的疲劳寿命分析与预测

针对钢吊车梁中普遍存在的支座附近产生裂缝的破坏现象,选取建于20世纪70年代的某炼钢厂房吊车梁为研究对象,模拟吊车在吊车梁上的行走过程,并分析吊车梁的应力分布规律和应力-时间历程。通过雨流计数法处理吊车梁上最危险点的应力循环,获得吊车梁的疲劳应力谱,并采用6种现有的疲劳寿命预测方法对吊车梁进行疲劳寿命预测。结果表明:相同板件尺寸条件下,选用直角突变型支座形式的吊车梁的疲劳寿命预测值要比其他支座形式的高,而梯形过渡式次之,角钢封板式和圆弧过渡式钢吊车梁的疲劳性能较差。支座加劲肋能够有效减小支座处的等效应力,提高其疲劳寿命。当支座端的腹板上下两部分高度相对一致时,吊车梁的疲劳性能相对较优。     

移动荷载作用下钢吊车梁的行为参数研究

钢吊车梁的研究多集中于理论和模型试验研究,为了弥补了钢吊车梁在实测研究中的空白,进行了重级工作制下钢吊车梁受力性能的实测研究。在吊车满载、额定荷载、空载3种荷载工况下,对某炼钢厂连铸车间正在服役的4根跨度不同、轨道偏心距不同的钢吊车梁进行了现场动态应变测试。测试结果表明:采用直角式和变截面圆弧式吊车梁,其支座端有应力集中现象,在吊车频繁运行的情况下,容易产生疲劳裂纹。变截面圆弧式吊车梁在变截面圆弧处易出现径向、切向疲劳裂纹;对于直角式变截面支座,在满足一定构造要求的前提下,其抗疲劳性能优于变截面圆弧式支座。对实际工程中需采用变截面的吊车梁,建议采用直角式突变支座。在偏心移动荷载往复作用下,钢吊车梁上翼缘与腹板连接处,主应力及剪应力的循环作用是该处容易形成疲劳损伤的原因之一。     

变截面吊车梁直角突变式支座的构造

变截面吊车梁的疲劳破坏与变截面的支座构造紧密相关。根据变截面吊车梁两种直角突变式支座构造的疲劳性能研究结果,讨论变截面吊车梁直角突变式支座节点的合理构造,并推荐其中一种疲劳性能好、经历过工程实践检验而可广泛推广应用的支座节点构造。     

钢结构吊车梁疲劳动态可靠度研究

本文视吊车荷载与疲劳强度为随机过程 ,建立了基于极限应力模式的钢结构吊车梁疲劳动态可靠度分析模型 ,提出了对吊车荷载效应与构件疲劳强度进行统计分析的方法。并结合某工程现场实测荷载数据与模型疲劳试验 ,对某工业厂房吊车梁圆弧端进行了疲劳可靠度评估 ,结果表明本文建立的疲劳动态可靠度分析模型能很好对吊车梁圆弧端的破坏情况进行概率解释。     

波纹腹板H形钢吊车梁疲劳寿命有限元分析

利用Matlab程序模拟吊车梁变幅应力荷载谱并采用考虑低应力幅值影响的疲劳曲线,应用有限元分析方法,将波纹腹板H形钢吊车梁与具有相同承载力极限和荷载边界条件的普通平截面H形钢吊车梁的疲劳寿命进行比较。结果表明,波纹腹板H形钢吊车梁相对于普通平截面H形钢吊车梁的整体疲劳性能和疲劳寿命均得到了较大的提升。此外,通过改变腹板构件的波纹尺寸对结构的疲劳寿命进行了参数分析,包括波纹腹板的波纹高度、波纹长度和波纹倾角,系统地研究了波形腹板H形钢吊车梁的疲劳寿命,最后结合波纹腹板在不同尺寸时的钢材使用量,在同时考虑疲劳性能和经济性能的情况下得到了一定的规律可作为波纹腹板设计的参考。     

钢吊车梁群体疲劳寿命检测评估分析

通过对吊车梁应力谱进行现场实测及吊车梁群体疲劳寿命主要影响因素的调查分析 ,根据吊车梁累计疲劳损伤原理 ,考虑不同类型吊车梁对疲劳敏感性差异 ,对某炼钢厂主厂房吊车梁群体疲劳寿命进行评估 ,解决了实际工程中处于欠载变幅疲劳下吊车梁的寿命问题。     

钢筋混凝土吊车梁的疲劳计算及加固处理

基于疲劳与吊车工作制的关系,探讨了吊车梁疲劳计算的若干技术问题,提供了钢筋混凝土吊车梁疲劳计算的算例、加固方法及计算过程,可为工业建筑吊车梁的设计、管理和维护提供参考依据。     

碳纤维加固钢吊车梁疲劳性能试验研究

通过对碳纤维加固钢吊车梁模型进行抗弯疲劳试验,研究CFRP加固钢吊车梁后的加固效果。该试验是通过6根试验梁,按照设定的工况和加固方案进行试验,从而得到应变和挠度数据,并且绘制了累积损伤因子变化图。试验结果表明,在一定条件下,粘贴碳纤维布能够明显提高钢吊车梁的疲劳寿命,但疲劳破坏仍呈明显的脆性。钢吊车梁在接近疲劳破坏时,抗弯刚度急剧减小,累积损伤量急剧增大。当粘贴1层CFRP时,钢吊车梁的疲劳寿命提高52.94%～85.56%。     

重型工业厂房吊车梁下翼缘板夹层问题处理方法

钢结构重型工业厂房中吊车梁的受力情况比较复杂,其截面形式为实腹式焊接工字型,主要作用是提高吊车梁的承载力及疲劳强度。根据钢结构吊车梁的疲劳试验研究,凡是下翼缘边部缺口、拼接焊缝有夹渣、气孔等缺陷,都会在这些缺陷部位出现疲劳裂缝。为保证吊车梁的安全,对下翼缘钢板出现夹层的吊车梁必须进行处理。介绍某重型工业厂房吊车梁下翼缘板夹层问题的处理方法,供类似工程参考。     

混凝土构件疲劳设计规定及相关问题探讨

对比分析了中国公路桥涵设计规范审批稿和混凝土结构设计规范有关混凝土结构疲劳设计的规定 ,按相应规范验算了 1 2根吊车梁、6根预应力混凝土及 2根钢筋混凝土简支 T型梁桥主梁的疲劳承载能力 ;对比分析了吊车梁与桥梁所受荷载的差异以及相应构件压区混凝土和拉区钢筋在应力水平、应力幅、应力比等方面的差异 ,并初步探讨了公路钢筋混凝土桥涵的疲劳问题 ,指出了公路桥涵设计规范在结构疲劳设计方面的不足 ,提出了相关建议     

基于累积损伤的在役钢结构吊车梁的疲劳可靠性评估

从Miner累积损伤的定义出发,视累积损伤为随机过程,临界损伤为随机变量,考虑腐蚀情况下疲劳抗力的衰减,提出了在役钢结构吊车梁疲劳可靠度分析方法。对某在役钢结构吊车梁随时间变化的疲劳可靠性进行了评估,预测该钢结构吊车梁剩余疲劳寿命,为进一步维修决策提供依据。     

制动系统的刚度对桁架式钢吊车梁疲劳性能的影响

基于对某均热炉车间１５ｍ跨桁架式钢吊车梁的数次检测评定，分析了制动系统的刚度对吊车梁疲劳性能的影响，认为以制动板作为吊车梁的制动系统，是提高吊车梁平面外刚度和改善吊车梁整体受力状况的有效手段。     

某炼钢厂钢吊车梁的开裂分析与加固处理

吊车梁是炼钢厂房非常重要的结构构件,钢吊车梁的破损开裂以疲劳开裂为主,对于焊接钢吊车梁的常见疲劳开裂,已经有了较为深入的剖析和了解,然而,实际使用过程中,仍有一些其他的疲劳裂缝产生。通过某炼钢厂房钢吊车梁的开裂分析及加固处理,表明吊车梁连接构造设计时,必须充分考虑其端部转角位移,只有采取合理的连接构造形式,才能保证吊车梁的安全正常使用。