欠載效應

疲勞失效是工程結構在反覆荷載作用下的主要失效模式之一。‘據調查，工業廠房鋼結構吊車梁系統的破壞80% ～90% 都是由於疲勞引起的。

基本介紹

• 中文名：欠載效應
• 對象：二手吊車梁疲勞
• 標準：GB50017-2003
• 性質：主要失效模式之一

定義

欠載效應是二手吊車梁疲勞計算中的一個概念。對鋼結構吊車梁的疲勞荷載及各種構造連線的抗力統計特性進行研究，分析構造細節的疲勞可靠性，進而對其進行疲勞安全控制，對於在役鋼結構吊車梁的鑑定和加固具有非常重要的實用價值和指導意義。

國標規定

GB50017-2003中吊車梁的疲勞計算是要求應力幅不超過容許應力幅。對於焊接部位，應力幅是最大應力與最小應力的差。計算最大應力時，應取吊車輪壓標準值（由影響線確定處於對計算點最不利的位置）、吊車軌道及其連線件和吊車梁（桁架）自重標準值共同作用下計算點處的應力值。最小應力則是只有吊車軌道及其連線件和梁（桁架）自重標準值作用下計算點的應力值。

一般來說，最小應力在每次應力循環中都保持不變，但由於吊車每次起吊不一定都達到額定超重量，而且小車也不一定處於最接近所計算的吊車梁，所以每次應力循環中最大應力不會一樣。因此，每次應力循環中應力幅也不一定相等，也就是GB50017-2003中第6.2.2條所說的變幅疲勞問題，但該條規定的計算方法要求統計不同應力幅的循環次數，比較麻煩，實際工程中很難操作。為此，GB50017-2003中第6.2.3條是針對疲勞問題相對比較突出的重級工作制吊車梁和重級、中級工作制吊車桁架的一種簡化計算方法，式（6.2.3）中的應力幅取最大應力幅，採用按欠載效應和等效係數來考慮每次應力循環不一定達到最大應力幅的有利影響。

計算實例

以某煉鋼廠房吊車梁疲勞性能應力測試結果為例，結合有限元模擬，對鋼吊車梁的疲勞性能進
行分析。結果表明：鋼吊車梁腹板截面突變處應力集中現象明顯，構件疲勞性能嚴重；隨著生產技術的進步，
冶金工廠吊車運行頻繁程度的大幅度提升，GB 50017-2003《鋼結構設計規範》對欠載效應等效係數的取值
較實際情況偏低，建議將煉鋼廠房重級工作制軟鉤吊車的欠載效應係數調整到0．9，以保證吊車梁的疲勞壽
命。