钢吊车梁欠载效应的等效系数如何取值

欠载效应的等效系数是吊车梁或吊车桁架疲劳计算中的一个概念 。作为钢结构工业厂房中的重要结构构件，钢吊车梁每天都要承受巨大的生产任务，有些甚至日夜轮班不停歇。在反复的生产荷载作用下，钢吊车的薄弱部位会出现不同程度的疲劳开裂。在对吊车梁进行检测鉴定时，应根据吊车的工作级别、工作频率来判断是否要进行疲劳计算，疲劳计算就会用到欠载效应的等效系数。

为什么引入这个系数呢 ，在实际生产过程中，吊车不可能一直处于满载状态，小车也不可能一直在极限位置，所以取按照吊车最大轮压标准值来作为疲劳荷载是不符合实际的，过于保守。另外吊车梁工作寿命内应力循环次数也不尽相同，为了从业人员使用方便，将变幅应力转化为常幅应力，引入相当于循环200万次的欠载效应的等效系数。

《钢结构设计规范》（GB50017-2017）中对欠载效应的等效系数是这么规定的 ：

现行的《钢结构设计规范》（GB50017-2017）第16.2.3条， 对承受重级工作制软钩吊车的吊车梁和吊车桁架， 将欠载效应的等效系数 规定为 0.8 ，这实际上是沿用了原规范 GBJ17-88第6.2.2 条的规定。 该系数目前已沿用35年之久 ，这些年来，相关的冶炼工艺、机械自动化水平均有了很大的进步， 但该系数尚未修正 。

我国《钢结构设计标准》（GB 50017-2017）中提供了两种钢吊车梁疲劳验算方法: 

1) 按照常规的疲劳验算流程，统计荷载谱，计算等效应力幅，验算疲劳强度；

 2) 采用欠载效应的等效系数法。

第一种方法，通常因为条件限制，无法获得疲劳荷载谱，因此 实际工程中主要采用第二种方法 。

在实际工程检测中，一般采用动态测试方法 ，选取典型吊车梁，在吊车梁上粘贴应变片，对吊车梁进行实时监测，收集大量吊车梁在使用期间的应变-时间数据。

图一  吊车梁应变数据现场采集

因吊车梁应力幅实际是变化的， 测得的数据无法直接使用，我们需要将实测变幅应力转化为常幅应力才能进行疲劳计算 ，借助数学统计方法推算得到的相应的应力幅及循环次数，最后推定换算得出应力循环200万次基准下的欠载效应的等效系数。

本文截取了一部分学者或者从业人员通过实测吊车梁得到的欠载效应的等效系数：

从以上数据可以看出， 在钢铁行业主厂房中的吊车梁欠载效应的等效系数大于规定值0.8的情况普遍存在，规范取值有所偏小，应引起格外的注意。

因钢铁行业厂房中的吊车往往吨位大、运行频繁、负载率高、运行条件恶劣，且在实际工作中经常会有不规范操作等问题的特点，厂房中的钢吊车梁在运行一段时间会出现不同程度的疲劳损伤， 建议相关单位要重视吊车梁疲劳的问题，提高对吊车梁的安全管理，定期对其进行检测鉴定，避免小问题演化成大问题，最后造成不可估量的损失 。另外在检测重级、中级吊车梁或吊车梁桁架时， 建议采用实测方式获取欠载效应的等效系数 ，不能简单的按照规范取值来，否则计算结果是偏于不安全的。

撰稿|周家杰

编辑|于英俊

校对|王    玲