附录D 钢吊车梁疲劳性能评定

D.0.1 重级工作制钢吊车梁和中级工作制以上钢吊车桁架应进行疲劳性能评定。

D.0.2 钢吊车梁或吊车桁架疲劳损伤检查，应检查疲劳裂缝、杆件断裂、螺栓铆钉松动脱落等情况。

D.0.3 对吊车运行特别繁重的吊车梁或吊车桁架，宜实测在正常生产状态下的应力-时间变化关系，确定吊车荷载的繁重程度，按实测数据评估吊车梁或吊车桁架的疲劳性能。

D.0.4 吊车梁或吊车桁架疲劳强度应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017验算，欠载效应的等效系数实测值大于标准建议值时，应采用实测值。吊车梁或吊车桁架投入使用不到50年的，应力幅循环次数应按对应50年的次数计算；投入使用超过50年的，应按实际使用年限加目标使用年限的次数计算。

D.0.5 对没有出现疲劳裂缝的吊车梁或吊车桁架，应按表D.0.5的规定评级；对已出现疲劳裂缝的吊车梁或吊车桁架，不应评为a级或b级，吊车梁腹板受压区附近存在疲劳裂缝但不影响静力承载能力时可评为c级，吊车梁受拉区或吊车桁架受拉杆及其节点板存在疲劳裂缝时，应评为d级。

表D.0.5 吊车梁或吊车桁架疲劳性能评定等级

注：△σ为考虑欠载效应的等效系数的计算应力幅；[△σ]为循环次数为2×10⁶次的容许应力幅。

D.0.6 疲劳验算时，当构件表面发生明显的锈坑，但腐蚀损伤量不超过初始厚度的5％时，构件疲劳计算类别不得高于4类；当腐蚀损伤量超过初始厚度的5％时，构件疲劳计算类别不得高于5类。

条文说明

D.0.1～D.0.3 钢结构重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架，是工业厂房中最经常出现问题的结构构件。一般投入使用10年以上，就很有可能出现问题。对结构安全影响最大的是吊车梁和吊车桁架本体上的疲劳裂缝，其次是制动结构、支撑、与柱子连接部位的断裂、焊缝开裂、螺栓铆钉松动脱落、杆件弯曲变形等。吊车梁本体上的疲劳裂缝多发生在焊缝附近和截面突变应力集中部位。支承此类吊车梁的钢柱柱头也会出现疲劳裂缝，也应归入吊车梁系统进行检查。

由于生产工艺不断进步，炼钢加料、连铸接受、出坯等车间的吊车运行繁重程度不断增加。吊车运行的“繁”是指一定时间内运行次数多，“重”是指满载率高。吊车运行越繁重，吊车梁就越容易出现疲劳破坏。《钢结构设计规范》GBJ 17-88根据对几个车间吊车梁的实测结果首次规定了反映吊车运行繁重程度的欠载效应的等效系数，用于吊车梁疲劳强度的验算，对重级工作制软钩吊车取为0.8，一直沿用至今。但是，从1995年到2012年，结合工业建筑检测鉴定工作对炼钢加料、连铸接受、出坯等10多个车间的钢结构吊车梁，实测了在正常生产状态下的应力-时间变化关系，用与标准相同的方法统计得到的欠载效应的等效系数在0.82～1.28范围内，均超过标准规定值，见表12。这说明，有可能存在吊车梁疲劳强度不足的情况。因此，对此类车间的钢吊车梁宜实测在正常生产状态下的应力-时间变化关系，确定吊车荷载的繁重程度，按实测数据评估吊车梁的疲劳性能。

D.0.4 吊车梁疲劳强度是与时间(准确地说是应力循环次数)有关的强度，即使验算结果表明疲劳强度不足，但对于比较新的吊车梁来说，在一定的期限内仍然是安全的。另外，即使疲劳强度验算满足要求，对于超过设计基准期的吊车梁来说，有可能是不安全的。评价吊车梁的疲劳性能应考虑时间因素。

表12 按实测应力得到的吊车梁欠载效应等效系数αf

更重要的是，现有技术能力还不能很准确地预测吊车梁的疲劳破坏。实际工程中，正常设计正常施工的吊车梁在投入使用10年以后发生疲劳问题的情况，屡见不鲜。要保证吊车梁的安全，必须在使用阶段定期检查。因此，吊车梁疲劳性能的安全等级应根据疲劳强度验算结果和现场疲劳裂缝检查结果评定。没有出现疲劳裂缝的吊车梁，按表11评级，表中没有d级，这是因为很多情况下验算时还没有到达要出现裂缝的时间，同时从裂缝出现到裂缝扩展到破坏也需要一定时间，在这个时间内可对吊车梁采取安全措施。

吊车梁腹板受压区附近出现疲劳裂缝是一种常见的损伤，这种疲劳裂缝发展比较缓慢，根据已往实际工程经验，只要管理到位，做到及时检查及时维修，就不会造成事故，因此当裂缝较短不至于影响到静力承载能力时，可以评为c级。吊车梁受拉区或吊车桁架受拉杆及其节点板的疲劳裂缝，发展迅速，结构很快就会丧失承载能力，一旦发现这种疲劳裂缝，就应该评为d级。

D.0.5 编制组成员试验研究发现，锈坑改变了钢结构板件表面特征，锈蚀对腐蚀构件疲劳性能影响很大，特别是锈蚀初期，钢材疲劳性能对锈蚀非常敏感，见表13。疲劳计算类别参见现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017附录E。

表13 腐蚀疲劳试验结果

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