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起重机能使物料的竖直运输和水平运输更加的便捷，能够应用在狭小的建筑工地上，是很重要的施工机械，但是它也很容易发生安全事故问题。比如塔式起重机，它容易发生事故的方面就是塔身、起重臂、平衡臂金属结构。因为在塔式起重机中，交变载荷是由塔身和起重臂来承受的，会造成疲劳破坏。根据相关规定，要对起重机钢结构进行强度计算、刚度计算和疲劳的强度计算。就目前而言，塔式起重机的载荷谱的采集和收集上有些困难，而且关于研究疲劳寿命的学科很多，因此影响的因素也很多。
1、研究背景
塔式起重机是建筑施工中必要的关键性设备，它的工作效率高、起升高度高、适用范围广，操作性方便，因此得到了广泛的应用，它还能够吊运建筑材料和转配工具等。塔式起重机是施工企业标志性的装备水平，能够影响到企业的经济利益和安全施工。但是由于一些原因，塔式起重机在使用过程中会出现安全事故问题，会造成施工人员的安全问题，也会给企业带来经济损失。经过调查，塔式起重机发生安全事故主要在塔身、起重臂、平衡臂；造成破坏的原因有设计的不合理性，制造的质量不过关，人员操作不规范性，其中设计不合理为主要原因。对发生事故的訠比较，是因为有过载、低温脆性、应力腐蚀和疲劳的原因，起重机钢结构在循环过程的载荷能力下，会发生疲劳破坏导致其失效。在以前的设计中，并没有加入疲劳强度的设计，一般情况下，会采用安全系数等方法，来加大强度，但是还是有可能发生疲劳破坏。因此要采用疲劳强度的设计，在不增加起重机钢结构总体尺寸和重量的情况下，来延长其疲劳寿命。起重机的设计寿命一般在15—30年，而起重机的工作寿命是取决于起重机钢结构的疲劳寿命，因此要对起重机的钢结构进行疲劳强度检测。可是目前一些旧式的起重机没有考虑到钢结构的疲劳寿命。一般情况下是不需要考虑到寿命失效的问题，但是随着经济社会的不断发展，建筑结构开始不断的增多，起重机的工作时间超过了原有的时间，其疲劳问题就是显示出来，疲劳寿命是起重机最重要的指标，因此要研究一套精准使用的起重机钢结构疲劳寿命的设计方法，使其安全合理的进行工作。
2、国内外的研究现状
起重机的工作寿命取决于起重机钢结构的疲劳寿命，国外很多大型的起重机厂家在起重机上安装智能安全监控，能够实时的监控起重机的运行状态，记录工作数据，及时了解疲劳寿命情况。国外还有专门针对起重机进行疲劳试验的大型试验室，能够得到参数，然后根据疲劳基本理论分析安全寿命。在国内因为技术和经济上的原因，因此还没有安装监控装置，更没有大型实验室做专门的研究，只是对起重机进行疲劳强度检测，来保证起重机的安全寿命。设计者会通过截面尺寸或者高强度钢来符合设计标准，但是由于高层建筑等的增多，起重机的使用寿命已然降低，起重机的设计规范无法满足起重机的现代要求。为此对起重机的疲劳寿命做了一些研究，北京专家提出反推算法，意思是利用规范的疲劳计算过程，来反向推断起重机的剩余寿命，该方法虽然不能精准算出准确寿命，但是能够利用此方法来做参考。还有就是对起重机钢结构的加强部位做了疲劳研究，进一步为疲劳寿命的评估提供了基础。1999年对起重机的节点疲劳进行实验，推算出了疲劳寿命的估算方法，为起重机钢结构的疲劳寿命做出贡献。
3、起重机钢结构疲劳分析基本理论
3.1疲劳损伤
材料或者构件受到交变应力的影响，在一段一时间后会失效，由此称之为疲劳损伤。一般情况下，应力作用较小，达不到材料屈服的底线。但是疲劳破坏还是会发生。疲劳破坏并不是短期之内发生的，而是在一定的时间内长期反复作用的情况下发生的破坏，也有可能是很长时间才会发生破坏；当交变应力小于静强度的机械，而且小于屈服极限的时候，就会发生疲劳破坏；疲劳破坏一般情况下是没有明显的塑性变形迹象的，事先不太容易察觉，但是却具有更大的危险性；疲劳破坏的断口上会存在平滑的和粗粒状和纤维状的区域特征；疲劳抗力有其统计性质，构件的形状等因素疲劳损伤很敏感，具有很大的分散性。
3.2起重机钢结构的疲劳类型
疲劳破坏分为机械疲劳、腐蚀疲劳、热疲劳三类，机械疲劳指的部件和结构在交变机械的情况下的破坏，热疲劳是因为温度的变化而进行的循环变化，并且有疲劳破坏；腐蚀疲劳指的是在循环交变应力和腐蚀环境的时候的开裂和破坏情况。温度变化和腐蚀环境的影响对起重机的影响较小，它的疲劳破幻主要是承受复杂交变应力造成的，所以说起重机属于机械疲劳。机械疲劳能够根据载荷幅度和载荷频率能够分成随即疲劳、常幅和变幅。常幅疲劳中的幅度和频率是固定不变的，变幅指的幅度变化，但是其频率不变，随机疲劳是幅度和频率都在变化，起重机在钢结构中的交变应力是随机的，并没有应力幅度和频率，因此起重机的疲劳属于机械随机疲劳。
3.3起重机钢结构的寿命
起重机进行疲劳分析的目的是要确定起重机的疲劳寿命，是起重机的安全使用年限，这是设计人员和使用人员关心的问题。但是要计算起重机的疲劳寿命不容易，首先就是要理解起重机的根本情况和寿命估算方法。根据大量的实验可得，疲劳破坏要经过疲劳成核期、微观裂纹增长期和宏观扩展期、断裂期四个阶段，工程实践是分为两个阶段，疲劳裂纹形成阶段和扩展阶段。起重机是工程的提升设备，因此要具备安全运行的可靠性。
结语
起重机变幅的运动规律属于正态概率密度函数，起重机的钢结构是在循环和随机的载荷影响下工作的，它的失效原因就是疲劳破坏；比如塔式起重机钢结构的最小寿命是5450D，如果该起重机每年工作300D，那么它能够连续工作18.17A。起重机钢结构的塔帽主弦杆和起重臂上弦杆的疲劳寿命很短，其平衡臂一般情况下不会发生疲劳损伤，只有主弦杆的疲劳寿命较长，才能够满足此要求。起重机钢结构疲劳寿命的估算方法能够有便于计算起重机钢结构的疲劳寿命，还能够做些改进。
（作者单位：江苏省特种设备安全监督检验研究院苏州分院）
1、研究背景
塔式起重机是建筑施工中必要的关键性设备，它的工作效率高、起升高度高、适用范围广，操作性方便，因此得到了广泛的应用，它还能够吊运建筑材料和转配工具等。塔式起重机是施工企业标志性的装备水平，能够影响到企业的经济利益和安全施工。但是由于一些原因，塔式起重机在使用过程中会出现安全事故问题，会造成施工人员的安全问题，也会给企业带来经济损失。经过调查，塔式起重机发生安全事故主要在塔身、起重臂、平衡臂；造成破坏的原因有设计的不合理性，制造的质量不过关，人员操作不规范性，其中设计不合理为主要原因。对发生事故的訠比较，是因为有过载、低温脆性、应力腐蚀和疲劳的原因，起重机钢结构在循环过程的载荷能力下，会发生疲劳破坏导致其失效。在以前的设计中，并没有加入疲劳强度的设计，一般情况下，会采用安全系数等方法，来加大强度，但是还是有可能发生疲劳破坏。因此要采用疲劳强度的设计，在不增加起重机钢结构总体尺寸和重量的情况下，来延长其疲劳寿命。起重机的设计寿命一般在15—30年，而起重机的工作寿命是取决于起重机钢结构的疲劳寿命，因此要对起重机的钢结构进行疲劳强度检测。可是目前一些旧式的起重机没有考虑到钢结构的疲劳寿命。一般情况下是不需要考虑到寿命失效的问题，但是随着经济社会的不断发展，建筑结构开始不断的增多，起重机的工作时间超过了原有的时间，其疲劳问题就是显示出来，疲劳寿命是起重机最重要的指标，因此要研究一套精准使用的起重机钢结构疲劳寿命的设计方法，使其安全合理的进行工作。
2、国内外的研究现状
起重机的工作寿命取决于起重机钢结构的疲劳寿命，国外很多大型的起重机厂家在起重机上安装智能安全监控，能够实时的监控起重机的运行状态，记录工作数据，及时了解疲劳寿命情况。国外还有专门针对起重机进行疲劳试验的大型试验室，能够得到参数，然后根据疲劳基本理论分析安全寿命。在国内因为技术和经济上的原因，因此还没有安装监控装置，更没有大型实验室做专门的研究，只是对起重机进行疲劳强度检测，来保证起重机的安全寿命。设计者会通过截面尺寸或者高强度钢来符合设计标准，但是由于高层建筑等的增多，起重机的使用寿命已然降低，起重机的设计规范无法满足起重机的现代要求。为此对起重机的疲劳寿命做了一些研究，北京专家提出反推算法，意思是利用规范的疲劳计算过程，来反向推断起重机的剩余寿命，该方法虽然不能精准算出准确寿命，但是能够利用此方法来做参考。还有就是对起重机钢结构的加强部位做了疲劳研究，进一步为疲劳寿命的评估提供了基础。1999年对起重机的节点疲劳进行实验，推算出了疲劳寿命的估算方法，为起重机钢结构的疲劳寿命做出贡献。
3、起重机钢结构疲劳分析基本理论
3.1疲劳损伤
材料或者构件受到交变应力的影响，在一段一时间后会失效，由此称之为疲劳损伤。一般情况下，应力作用较小，达不到材料屈服的底线。但是疲劳破坏还是会发生。疲劳破坏并不是短期之内发生的，而是在一定的时间内长期反复作用的情况下发生的破坏，也有可能是很长时间才会发生破坏；当交变应力小于静强度的机械，而且小于屈服极限的时候，就会发生疲劳破坏；疲劳破坏一般情况下是没有明显的塑性变形迹象的，事先不太容易察觉，但是却具有更大的危险性；疲劳破坏的断口上会存在平滑的和粗粒状和纤维状的区域特征；疲劳抗力有其统计性质，构件的形状等因素疲劳损伤很敏感，具有很大的分散性。
3.2起重机钢结构的疲劳类型
疲劳破坏分为机械疲劳、腐蚀疲劳、热疲劳三类，机械疲劳指的部件和结构在交变机械的情况下的破坏，热疲劳是因为温度的变化而进行的循环变化，并且有疲劳破坏；腐蚀疲劳指的是在循环交变应力和腐蚀环境的时候的开裂和破坏情况。温度变化和腐蚀环境的影响对起重机的影响较小，它的疲劳破幻主要是承受复杂交变应力造成的，所以说起重机属于机械疲劳。机械疲劳能够根据载荷幅度和载荷频率能够分成随即疲劳、常幅和变幅。常幅疲劳中的幅度和频率是固定不变的，变幅指的幅度变化，但是其频率不变，随机疲劳是幅度和频率都在变化，起重机在钢结构中的交变应力是随机的，并没有应力幅度和频率，因此起重机的疲劳属于机械随机疲劳。
3.3起重机钢结构的寿命
起重机进行疲劳分析的目的是要确定起重机的疲劳寿命，是起重机的安全使用年限，这是设计人员和使用人员关心的问题。但是要计算起重机的疲劳寿命不容易，首先就是要理解起重机的根本情况和寿命估算方法。根据大量的实验可得，疲劳破坏要经过疲劳成核期、微观裂纹增长期和宏观扩展期、断裂期四个阶段，工程实践是分为两个阶段，疲劳裂纹形成阶段和扩展阶段。起重机是工程的提升设备，因此要具备安全运行的可靠性。
结语
起重机变幅的运动规律属于正态概率密度函数，起重机的钢结构是在循环和随机的载荷影响下工作的，它的失效原因就是疲劳破坏；比如塔式起重机钢结构的最小寿命是5450D，如果该起重机每年工作300D，那么它能够连续工作18.17A。起重机钢结构的塔帽主弦杆和起重臂上弦杆的疲劳寿命很短，其平衡臂一般情况下不会发生疲劳损伤，只有主弦杆的疲劳寿命较长，才能够满足此要求。起重机钢结构疲劳寿命的估算方法能够有便于计算起重机钢结构的疲劳寿命，还能够做些改进。
（作者单位：江苏省特种设备安全监督检验研究院苏州分院）