BS EN 1999-1-3:2007+A1:2011.欧洲规范9:铝结构设计—第1-3部分:疲劳敏感结构 

Eurocode 9. Design of aluminium structures. Structures susceptible to fatigue


目录

前言... 5

欧洲标准计划背景... 5

欧洲标准的地位和应用领域... 6

欧洲标准的国家化... 6

欧洲标准与产品统一的技术规范(ENATE)之间的联系... 7

EN 1999-1-3的特别附加信息... 7

EN 1999-1-3的国家附件... 7

1 概述... 9

1.1 应用范围... 9

1.1.1 EN 1999的适用范围... 9

1.1.2 EN 1999-1-3的使用范围... 9

1.2 标准参考... 10

1.3 假设... 10

1.4 原则和应用规则的区别... 10

1.5 术语和定义... 10

1.5.1 概述... 10

1.5.2 EN 1991-1-3中的其它术语... 10

1.6 符号... 15

1.7 施工规范... 17

1.7.1 施工标准... 17

1.7.2 操作手册... 17

1.7.3 检查和维护手册... 17

2 设计基础... 18

2.1 概述... 18

2.1.1 基本要求... 18

2.2 疲劳设计的程序... 18

2.2.1 安全寿命设计... 18

2.2.2 损伤容限的设计... 18

2.2.3 试验辅助设计... 19

2.3 疲劳荷载... 19

2.3.1 疲劳荷载的来源... 19

2.3.2 疲劳荷载的产生... 19

2.3.2 等效疲劳荷载... 20

2.4 疲劳荷载的分项系数... 20

3 材料、构成部分和连接装置... 22

4 耐久性... 23

5 结构分析... 24

5.1 整体分析... 24

5.1.1 概述... 24

5.1.2 梁单元的使用... 25

5.1.3 膜单元、壳单元和实体单元的使用... 25

5.2 应力类型... 25

5.2.1 概述... 25

5.2.2 标称应力... 26

5.2.3 修正标称应力... 26

5.2.4 热点应力... 26

5.3 应力的获取... 28

5.3.1 标称应力的获取... 28

5.3.2修正标称应力的获取... 28

5.3.3 热点应力的获取... 29

5.3.4 应力的获取... 29

5.4 特定起实位点的应力范围... 29

5.4.1 主材料、焊接、机械固定连接... 29

5.4.2 角焊和部分熔透对接焊... 29

5.5 粘接... 30

5.6 铸件... 30

5.7 应力谱... 30

5.8 在标准疲劳荷载模型下等效应力范围的计算... 30

5.8.1 概述... 30

5.8.2 应力范围的设计值... 31

6 疲劳承载力和构造分类... 32

6.1 构造分类... 32

6.1.1 概述... 32

6.1.2 影响结构构造的因数... 32

6.1.3 结构构造... 32

6.2 疲劳承载力数据... 33

6.2.1 分类结构构造... 33

6.2.2 未分类构造... 34

6.2.3 粘结... 34

6.2.4 热点强度参考值的确定... 35

6.3 平均应力的效应... 35

6.3.1 概述... 35

6.3.2 素材料和机械固定连接... 35

6.3.3 焊接... 35

6.3.4 粘结... 35

6.3.5 低耐久性范围... 35

6.3.6  R-比计算的循环计数... 36

6.4 暴露条件的影响... 36

6.5 改进技术... 36

附件A (标准) 疲劳抗力设计基础... 37

A.1 概述... 37

A.1.1 疲劳对设计的影响... 37

A.1.2 破坏机制... 37

A.1.3  疲劳裂缝发生的可能位置... 37

A.1.4 疲劳敏感条件... 38

A.2 安全寿命期的设计... 38

A.2.1 安全寿命期的先决条件... 38

A.2.2 循环计数... 39

A.2.3 应力频谱的获取... 39

A.3 损伤容限设计... 42

A.3.1 损伤容限设计的前提条件... 42

A.3.2 损伤容限设计的检测方法的确定... 42

附件B 信息性 断裂力学引发的裂缝扩张的评估指导... 45

B.1 运用范围... 45

B.2 原则... 45

B.2.1 瑕疵尺寸... 45

B.2.2 裂缝扩张的度量关系... 46

B.3 裂缝扩张中A m的数据... 46

B.4 几何函数y. 47

B.5 裂缝扩张的整合... 47

B.6 最大裂缝尺寸a2的估算... 48

附件C 信息性 疲劳强度设计试验... 57

C.1 概述... 57

C.2 作用荷载数据的获取... 57

C.2.1 受到机械作用的固定结构... 57

C.2.2 受到因暴露条件导致的作用的结构... 58

C.2.3 移动结构... 58

C.3 应力数据的获取... 58

C.3.1 组件试验数据... 58

C.3.2 结构试验数据... 58

C.3.3 应力史的核查... 59

C.4 耐久力数据的获取... 59

C.4.1 组件试验... 59

C.4.2 全尺寸试验... 59

C.4.3 验收... 60

C.5 疲劳扩张数据... 62

C.6 报告... 62

附件D 信息性 应力分析... 63

D.1 疲劳分析的有限元应用... 63

D.1.1 构件类型... 63

D.1.2 运用有限元的补充指导... 64

D.2 应力集中系数... 64

D.3 反复的局部弯曲导致的疲劳极限... 65

附件E 信息性 粘结接头... 66

附件F 信息性 低频疲劳范围... 68

F.1 简介... 68

F.2 曲线Δσ-N的更改... 68

F.3 试验数据... 68

附件G (信息性) R比率的影响... 70

G.1 疲劳强度的加强... 70

G.2 加强的工况... 70

G.2.1 工况1. 70

G.2.2 工况2. 71

G.2.3 工况3. 71

附件H 信息性 焊接疲劳强度的提高... 72

H.1 概述... 72

H.2 加工或锻打... 72

H.3 使用TIG或等离子体进行最后加工... 73

H.4 锻打... 73

附件I 信息性 铸件... 74

I.1 概述... 74

I.2 疲劳强度数据... 74

I.2.1 平板铸件... 74

I.2.2 焊接材料... 74

I.2.3 机械连接铸件... 75

I.2.4 粘结铸件... 75

I.3 质量要求... 75

附件J 信息性 构造分类表... 76

J.1 概述... 76

附件K (信息性) 热点参考构造法... 92

参考目录


1 概述

1.1 应用范围

1.1.1 EN 1999的适用范围

1P 欧洲标准1999适用于铝制的建筑、土木工程和结构的设计。它满足结构安全和使用性能,以及欧洲标准1990— 结构设计基础中给出的设计与验算的基本要求。

2)欧洲标准1999只涉及铝结构抗力、使用性能、耐久度及抗火强度.其他的要求,比如隔热或隔音就没有考虑在其中。

3EN 1999还可与以下标准配合使用:

— EN 1990 结构设计基础》;

— EN 1991 结构上的作用》;

适用于铝结构建筑产品的欧洲标准;

— EN 1090-1:铝结构和钢结构的施工1部分:结构组件的统一评估[1]

— EN 1090-1:铝结构和钢结构的施工3部分:铝结构的技术要求[2]

(4) EN 1999 分为以下五个方面 :

— EN 1999-1-1 铝结构设计:一般结构规则

— EN 1999-1-3 铝结构的设计:结构抗火设计

— EN 1999-1-3 铝结构设计:疲劳敏感结构

— EN 1999-1-4 铝结构设计:冷轧结构钢板

— EN 1999-1-5 铝结构设计:薄壳结构

1.1.2 EN 1999-1-3的使用范围

1EN 1999-1-3提供了铝合金结构因疲劳导致断裂的极限状态的基本设计规则。

2EN 1999-1-3提供的规则是针对:

安全寿命设计;

  损伤容限设计;

  试验辅助设计。

(3)EN 1999-1-3可以和EN 1090-3《铝结构施工的技术要求》共同使用,其中包括了满足结构和结构组件施工中设计假设的必要要求。

(4)EN 1999-1-3中未涉及到受压密闭容器或管道工程。

(5)EN 1999-1-3还涉及到了以下主题:

1章:概述

2章:设计基础

3章:材料、组分和连接装置

4章:耐久性

5章:结构分析

6章:疲劳承载能力极限状态

附件A:疲劳强度计算基础[标准性]

附件B:断裂力学评估指导[信息性]

附件C:疲劳设计试验[信息性]

附件D:应力分析[信息性]

附件E:连接结合面[信息性]

附件F:低频疲劳范围[信息性]

附件GR比率的影响[信息性]

附件H:焊接疲劳强度的改善[信息性]

附件I:铸件[信息性]

附件J:构造分类表(细分表)[信息性]

附件K:热点参考细分方法[信息性]

参考文献

1.2 标准参考

1)使用EN 1999-1-1中的标准参考。




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