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。     

三腹板直角突变式支座钢吊车梁受力性能分析

目前国内钢吊车梁直角突变式支座发展出疲劳裂纹的现象十分普遍,为改善该类支座的抗疲劳性能,提出了三腹板的加固构造方式.利用ANSYS有限元软件进行数值仿真计算,分析支座处加固前后各应力集中部位沿焊缝长度方向的结构应力分布及过渡板对三腹板构造的影响;基于热点应力法,探究了边腹板长度、厚度、间距对三腹板构造加固效果影响的一般...     

钢吊车梁直角式突变支座疲劳性能研究

钢吊车梁直角式突变支座在工业建筑中应用广泛,然而缺乏该类连接的疲劳强度评估数据。通过回顾直角式突变支座的演化历史,基于有限元分析,研究了截面参数对直角式突变支座应力集中区域的影响;通过缩尺模型疲劳试验,得出适用于该类构件疲劳强度评估的S-N曲线,直角式突变支座插入板与封板连接焊缝的疲劳强度相对于200万次的允许应力幅为80. 2 MPa,与GB 50017—2017《钢结构设计标准》中的第Z7类相似。     

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。     

钢吊车梁直角式突变支座疲劳性能试验研究

通过对铜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。     

某工业厂房钢吊车梁疲劳开裂原因分析研究

采用有限元模拟仿真技术对工业建筑中疲劳破坏风险较高的直角突变型支座钢吊车梁进行受力分析。结合某工业厂房内部分钢吊车梁过早出现疲劳开裂的现状,通过对直角突变型支座钢吊车梁疲劳敏感部位的荷载谱测试分析,采用《钢结构设计标准》GB50017-2017中的方法推算了吊车梁端部及跨中的疲劳强度,得到吊车梁在实际生产运行期间等效应力幅及欠载效应等效系数,并与设计值进行对比分析。分析结果表明,吊车梁过早发生疲劳开裂主要由端部变截面位置疲劳强度不足和实际生产行车运行频繁所致。     

三腹板圆弧过渡式支座钢吊车梁疲劳试验研究

变截面钢吊车梁支座的疲劳问题一直是我国冶金工业建筑的研究热点之一,2013年针对"久治不愈"的变截面钢吊车梁疲劳问题,提出了三腹板圆弧过渡式变截面支座。针对三腹板变截面支座开展了缩尺模型疲劳试验研究,探索了该类变截面钢吊车梁的疲劳裂纹萌生位置及疲劳强度。基于等效峰值应力法,对比分析了三腹板圆弧过渡式变截面支座边腹板焊根、焊趾处的应力水平,应力集中程度等,证明了等效峰值应力法适用于该类变截面支座边腹板单面坡口角焊缝的疲劳性能分析,并结合试验结果得出基于等效峰值应力法的疲劳强度S-N曲线。     

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。     

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。     

平板贯穿裂纹高强螺栓止裂加固试验研究

为了验证高强螺栓止裂对平板贯穿型疲劳裂纹的加固效果,基于有限元模拟探究了高强螺栓止裂加固机理,通过单边裂纹钢板和横隔板足尺模型疲劳试验,验证了高强螺栓止裂加固的有效性,定量比较了高强螺栓规格对修复后钢板疲劳寿命的影响。试验结果表明:单边裂纹钢板高强螺栓止裂加固后的疲劳寿命是传统止裂孔加固的近5倍,螺栓规格(螺栓直径、强度等级)对加固效果影响显著,单边裂纹钢板用10.9级M14高强螺栓止裂的疲劳寿命是8.8级M12高强螺栓的3倍以上。横隔板足尺模型高强螺栓止裂加固后疲劳寿命达到200万次以上,满足规范疲劳强度等级要求。单边裂纹钢板和横隔板足尺模型疲劳试验中,高强螺栓止裂后构件均表现出优异的抗疲劳性能。     

重型钢结构厂房吊车梁更换改造的设计分析

直角式截面突变吊车梁在实际使用中出现了普遍性的疲劳裂缝,着重分析了该吊车梁开裂的原因,并对变截面直角式突变吊车梁与变截面圆弧式突变吊车梁进行了比选研究及有限元模型分析,阐述了两类变截面吊车梁的局部应力状态。分析结果表明,三腹板变截面直角式吊车梁最大应力幅较高,易引起明显的应力集中,而三腹板变截面圆弧式吊车梁最大应力幅最低,安全可靠性较高。最终提出了三腹板变截面圆弧式吊车梁的改造方案及设计控制的主要指标,满足了厂房各项设计要求。     

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。     

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。     

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。     

平板贯穿裂纹高强螺栓止裂加固试验研究

为了验证高强螺栓止裂对平板贯穿型疲劳裂纹的加固效果,基于有限元模拟探究了高强螺栓止裂加固机理,通过单边裂纹钢板和横隔板足尺模型疲劳试验,验证了高强螺栓止裂加固的有效性,定量比较了高强螺栓规格对修复后钢板疲劳寿命的影响.试验结果表明:单边裂纹钢板高强螺栓止裂加固后的疲劳寿命是传统止裂孔加固的近5倍,螺栓规格(螺栓直径、强...     

弯曲封板直角突变式钢吊车梁的疲劳强度分析

弯曲封板直角突变式钢吊车梁,在2001年推广使用,至今已出现疲劳断裂工程实例。但针对此类钢吊车梁的研究较少,尤其缺乏疲劳试验研究,基于相似性原理,设计并开展了缩尺模型疲劳试验,基于试验数据及结构应力概念,统计回归该连接类型的疲劳强度S-疲劳寿命N曲线,对比总结缩尺模型与原型疲劳裂纹扩展模式,验证试验与工程实际的相似性。最后,通过工程实例验证了试验结果的可靠性、实用性。     

带端部锚具碳纤维复材板加固开裂钢梁的界面剥离规律研究

黏接界面是碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢结构的最薄弱环节,尤其是钢梁缺陷处黏接层易开裂导致加固结构的破坏。对带端部锚具的CFRP加固开裂钢梁进行静载和疲劳试验,记录了试验过程中钢梁裂纹尖端开裂和胶层剥离情况。试验结果表明:静载作用下,界面剥离发生在跨中裂缝处并向两端延伸,端部锚具防止了CFRP板的通长剥离;端部锚具进一步提高了加固梁的极限承载能力,有利于提高加固梁的安全性;疲劳荷载作用下,界面剥离扩展速率在纯弯段基本不变,在弯段外加速扩展;静载作用下,钢梁腹板裂纹尖端开裂过程较缓,具有明显的塑性变形阶段,而疲劳荷载作用下裂纹尖端开裂则呈现突发性。     

钢吊车梁变截面支座的疲劳性能研究

采用有限元法完成了折线形过渡支座、圆弧形过渡支应及直角形突变支座钢吊车梁在同一条件下的应力、变形分析;通过各受试梁的各应力场分析,找出了各支座应力分布规律的差异和疲劳裂纹敏感区;由各应力集中系数分布图,捕捉到了疲劳裂纹首发点;运用本文所建立的“疲劳裂纹扩展驱动能”等新概念,分析了各型支座的疲劳性能;最后结合制作加工的难易程度和经济分析等,提出了上述三类变截面支座的适用条件.     

钢板-混凝土组合受弯加固梁疲劳性能试验研究

通过对8根钢板-混凝土组合受弯加固简支梁（以下简称组合加固梁）的等幅疲劳加载试验,研究了组合加固梁在疲劳荷载作用下的寿命及应变变化规律。试验结果表明：组合加固梁的疲劳破坏是由钢板裂纹从栓钉焊趾处开始缓慢扩展直至贯通导致的,与普通钢筋混凝土梁相比,组合加固梁的疲劳破坏具有较好的延性;钢板应力幅对组合加固梁的疲劳性能影响较大,实际设计时应严格控制钢板的应力幅和应力上限,不宜采用高强钢材和较薄的钢板;加固层预应力可有效提高组合加固梁的疲劳性能;按TB 10002.2-2005《铁路桥梁钢结构设计规范》中规定的焊有栓钉的受拉钢板的S-N关系对钢板-混凝土组合加固梁的钢板进行疲劳设计偏于安全。另外,提出了考虑应力水平影响的组合加固梁疲劳寿命的计算方法。图19表6参12