8.5  疲劳极限状态8.5.1、8.5.2  铁路工程结构承受较大列车动荷载的反复作用,该作用产生的应力虽低于结构的名义承载能力,但由于结构中有微小的缺陷或焊接残余应力及应力集中,易萌生裂纹。随着外力循环次数的增加,微小裂纹会逐渐扩展,最后导致断裂,即产生疲劳破坏,为防止疲劳断裂,需进行疲劳极限状态的设计和检算。     根据科研项目《铁路桥梁结构疲劳极限状态设计方法研究》(2012G014-C)的研究成果,铁路桥梁结构疲劳设计目标可靠指标为3.5,据此研究得出了疲劳设计分项系数,提出了铁路桥梁在更新参数后的疲劳设计方法,这为第三层次规范的编制提供了基础。8.5.3  钢结构疲劳可靠性验算一般有两种方法:等效等幅重复应力法和极限损伤度法。    等效等幅重复应力法中,首先求得结构危险部位材料(或构造细节)的应力谱,并用适当的换算方法,如Miner准则,求得对应于这一应力谱的等效重复应力。这样使得原来需要用随机过程来表达的应力历程简单地用随机变量来表述,结构的变幅重复应力采用等效重复应力表达后,其疲劳设计式可用作用效应和抗力设计式表达。这里作用效应是结构危险部位材料(或构造细节)的等效重复应力,抗力就是相应材料(或构造细节)的等幅疲劳强度。    极限损伤度法是将结构危险部位材料(或构造细节)的变幅重复应力分为若干级,然后根据Miner准则求得相应部位的损伤度,求算累积损伤度D不大于1的验算方法。    进行疲劳极限状态可靠性检算时,由于等效等幅重复应力法比较简便和偏于安全,首先采用该法,检算不通过时再用极限损伤度法,用极限损伤度法检算再不符合要求者,则要重新设计。    △faek是根据钢结构验算部位(或构造细节)的S-N曲线,取循环次数为ne的等幅疲劳强度(以应力幅计)作为验算部位(或构造细节)的等幅疲劳强度标准值。钢结构等效等幅重复应力的循环次数ne可以选为1×107次,必要时也可以选用其他能反映变幅重复应力循环特征的次数。8.5.4  混凝土结构疲劳可靠性的验算方法同样包括等效等幅重复应力法和极限损伤度法。当按等效等幅重复应力法进行混凝土结构疲劳极限状态可靠性验算时,等效等幅重复应力循环次数ne一般为2×106次。

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