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如何提高和改善钢结构建筑疲劳性能?

发布于:2022-08-04 15:12:04 来自:建筑结构/钢结构工程 0 3 [复制转发]

由疲劳性能的三个影响因素来看,应力幅及循环次数是客观存在的事实,因此,提高和改善疲劳性能的途径只有从减小应力集中入于。具体措施如下:

1.精心选材。对用于动载作用的钢结构或构件,应严格控制钢材的缺陷,并选择优质钢材。

2.精心设计。力求减少截面突变,避免焊缝集中,使钢结构构造做法合理化。

3.精心制作。使缺陷、残余应力等减小到最低程度。

4.精心施工。避免附加应力集中的影响。

5.精心使用。避免对结构的局部损害,如划痕、开孔、撞击等。

6.修补焊缝。目的是缓解缺陷产生的应力集中,方法如下:

(1)对于对接焊缝,磨去焊缝表面部分,如对接焊缝的余高。如果焊缝内部无显著缺陷,疲劳强度可提高到和母材相同。

(2)对于角焊缝,应打磨焊趾。焊缝的趾部时常存在咬肉(咬边)等切口,且有焊渣侵入。因此,要得到较好的效果,必須像(图2)所示B缝那样,不仅磨去切口,还要将板磨去0.5mm,以除去侵入的焊渣。这种做法虽然使钢板截面稍有削弱,但影响并不大。如果像(图2)中A缝那样磨去部分焊缝,就得不到改善的效果。图2所示为横向角焊缝,对于纵向角焊缝,则可打磨它的端部,使截面变化趋于缓和,打磨后的表面不应由明显刻痕。

(3)对于角焊缝的趾部,用气体保护钨弧重新熔化,可以起到消除切口的作用。此方法在不同应力幅的情况下疲劳寿命都能同样提高。

(4)在焊缝及附近金属表层采用喷射金属丸粒或锤击等方法引入残余压应力,是改善疲劳性能的一个有效方法。残余压应力和锤击造成的冷工硬化均会使疲劳强度提高。同时尖锐切口也被缓减。

总之,依靠精心的选材、设计、制作、安装和使用,再加上焊接之后的一些特殊工艺措施,可以达到提高和改善疲劳性能的作用。

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知识点:钢结构疲劳破坏

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疲劳破坏的概念 疲劳间题最初是在1829年由法国采矿工程师尔倍特(W.A.J. Albert)根据他所做的铁链的重复载荷试验所提出的。1839年波客来持( Poncelet)肖先采用“疲劳“( Fatigue)一词来描述“在反复施加的载荷作用下的结构破坏现象”,但是以”疲劳”一词作为题目的第一篇论文是由勃累士畏( Braithwaite)于1854年在伦敦土木工程年会上发表的。在第二次世界大战中,发生了多起飞机疲劳失事事故,人们从一系列的灾难性事放中,逐渐认识到疲劳破坏的严重性。

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