波形钢板焊接连接件的疲劳试验研究及寿命评价

摘要：

通过对波形钢板焊接连接件(以下简称焊接件)的等幅疲劳加载试验和有限元分析,研究此类焊接件的应力集中特性,并对其进行寿命评价.结果表明:疲劳荷载作用下该类焊接件的破坏模式可类比于焊接波形钢腹板H形钢梁(以下简称钢梁),即发生在近波形钢腹板倾斜段终点部位焊趾处的典型疲劳破坏;波形倾斜段倾角和曲率半径与波高的比值对波形钢板平直与倾斜过渡段部位的局部应力集中影响显著,应作为设计控制参数;研究提出了将以上两参数作为变量的应力集中(即仅考虑几何应力)计算式;采用该几何应力方法可以减小波形倾斜段倾角对疲劳寿命数据离散性的影响,从而使疲劳评定简化.通过引入波形钢板焊接构造细节的应力集中系数,对不同波形倾斜段倾角情况下焊接件的疲劳寿命进行预测;将规范典型焊接接头构造细节的疲劳寿命与焊接件疲劳试验结果进行了对比.结果表明:采用AASHTO-2004规范和JSSC-1993规范对波形倾斜段倾角为45°和60°的连接细节可基本采用同一寿命评价等级;从97.7％保证率的角度考虑,波形倾斜段倾角为30°、45°和60°的连接细节可分别采用与GB 50017-2003规范对应的3类、4类、5类构件和连接,与TB10002.2-2005规范对应的Ⅲ类、Ⅶ类和Ⅷ类来评价其寿命.

关键词：波形钢板、焊接连接件、疲劳试验、应力集中、疲劳寿命

所属期刊栏目：36

分类号：TU392.103(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金项目51308363,11327801.

在线出版日期：2015-10-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：133-142