在用含缺陷建筑钢结构安全评定母材和焊接接头性能数据测定和选取方法、应力强度因子KI、载荷比Lr参量的计算.docx

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1、附录A母材和焊接接头性能数据的测定和选取方法A.1母材和焊接接头拉伸性能数据的测试和选取A.1.1拉伸性能应按现行国家标准金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法(GB/T228.1)测定。屈服强度取下屈服强度或0.2%条件屈服强度(或规定塑性延伸率为0.2%时的塑性延伸强度)。焊接热影响区的拉伸性能取母材和焊缝金属中的较低值。A.1.2在未能实测被评定母材拉伸性能的情况下，可以按照国家相关材料标准和相应钢号选取材料的有关拉伸性能指标。A.1.3未能实测而又不能从有关标准中查到相应数据时，可通过可靠方法利用硬度测定值估算材料强度的参考值。A.2母材和焊接接头断裂韧度的测定方法A.2.1缺陷评定中

2、所使用的母材和焊接接头断裂韧度应采用标准实验方法来确定。A.2.2平面应变断裂韧度KlC应按现行国家标准金属材料平面应变断裂韧度KlC试验方法(GB/T4161)规定的方法测定。A.2.3CTOD断裂韧度初立按现行国家标准金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法(GB/T21143)规定的方法测定。可采用下列两种CTOD临界值：B,一一当M小于0.2mm钝化偏置线时出现非稳定裂纹扩展或pop-in时的CToD断裂抗力;2bl一一稳定裂纹扩展为0.2mm钝化偏置线时对应的非尺寸敏感断裂抗力沆A.2.4J积分试验应按现行国家标准金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法(GB/T21143)规定的方法测定。

3、可采用下列两种/临界值：(b)一一当。小于0.2mm钝化偏置线时出现非稳定裂纹扩展或PoP-in时的J积分断裂抗力；Jo2bl一稳定裂纹扩展为02mm钝化偏置线时对应的非尺寸敏感断裂抗力人A.2.5CToD和J积分试验中，载荷-位移曲线上的突进(PoP-in)行为，应按现行国家标准金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法(GB21143)的规定进行检验。特别是对焊接接头等非均质材料，试验后有必要对试样进行解剖检查，以确认裂纹尖端已处于有最大数量微观脆性组织的区域。A.2.6在不能用标准方法进行断裂韧度测试时，容许按现行国家标准金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法(GB/T2U43)附录K剖面法测定

4、CTOD值”的规定进行试验，用金相剖面法测定获得CToD起裂值4和估算J起裂值/oA. 2.7如果被评定钢结构的服役条件中存在介质和温度等环境因素的影响，则应在实测数据时的试验条件中加以考虑。A.3实测断裂韧度数据的选用A.3.1当采用单试样法测定时，断裂韧度取三个同类试验结果的最低值。出现下列情况时，应追加三个同样的试样并采用全部六个试样数据中的第二个最低值作为评定用数据；如果进行了更多的追加试验，则按表A.3.1的当量值选取评定用数据。1对平面应变断裂韧度KQ当最小值小于三个试验结果平均值的70%或者最大值大于平均值的1.4倍：2对CToD断裂韧度和J积分，当最小值小于三个试验结果平均值的

5、50%或者最大值大于平均值的2倍。表A.3.1断裂韧度最小值的当量值试验次数当量值3-5最低值6-10第二个最低值11-15第三个最低值A.3.2采用多试样法测定时，应按最小二乘回归方法获得的数值减去1倍标准偏差所得的值作为评定用数据。A.4母材和焊接接头应力强度因子断裂韧度替代取值经验公式如无开展断裂韧性测试的条件，母材和焊接接头的应力强度因子断裂韧度Kmm可采用替代取值经验公式计算。评定时，可根据实际情况，选择本附录中相应的公式计算。A.4.1铁素体钢断裂韧度替代取值经验公式1断裂韧度下限值估算公式对于碳钢和低合金钢，可按照式（A.4.1-1）保守给出断裂韧度下限值：Kmat=36.5+3

6、.084exp0.036（7,-Tref+56）（A.4.1-1）式中：T为评价温度，单位为。C;Tf可取为基准无塑性转变温度R7ndtKmiH为考虑板厚影响的材料下平台及近下平台区断裂韧度，单位为MPa而；若没有数据表明材料断裂韧度上平台有更高的数值，式（A41）确定的Knm最大值取值如下：1）对于化学成分不明的材料取为IlOMPa而：2）对于低硫钢（含硫量不大于0.01%）取为220MPa而。2由夏比冲击功估算断裂韧度1）在下平台及近下平台区域不考虑板厚影响时，可按式（A.4l-2）估算：Kmat=14.6（K%）5（A.4.1-2）式中：KL为夏比V型缺口标准试样上平台冲击吸收能力，单位

7、为J。考虑板厚影响时，按以下方法估算KQa）对于高硫钢（含硫量大于0.01%）,取式（A.4.1-3）和式（A.4.1-4）计算所得的较小值；b）对于低硫钢（含硫量不大于0.01%）,取式（A.4.13）和式（A.4.1-5）计算所得的较小值。(A.4.1-3)Kmat=(12i-20)(25F)o2+20Kmat= 0.54KV2 + 55(A.4.1-4)(A.4.1-5)E(O.53(KK2)128)(.2o133gmb,应按本规程第4章和6.1的规定确定。C.2一般规定C.2.1本附录中应力强度因子KI的一般表达式见式（C.2.1）：K1=（K）（C.2.1）C.2.2对于疲劳评估而言

8、，相应的应力强度因子幅值AK表达式为式（C.2.2）：LK1=（）7（C.2.2）C.2.3对平面缺陷的简化评定而言，（汽）的表达式见式（C.2.3）：P=MfwMmmax（C.2.3）C.2.4对平面缺陷的常规评定而言，（%）的表达式见式（C.2.4-1）：r=(K)p+(r)s(C.2.4-l)其中，有：K=(Y)pa(C.2.4-2)KF=(K)s(C.2.4-3)式中，(Y)p和(Y)s代表由主应力Pm及几和次应力Qm及Qb对应力强度因子的贡献，见式(C.2.4-4)和式(C.2.4-5)。(丫。)P=MfwktmMkmMmPm+ktbMkbMbPb+(km-1)(C.2.4-4)(.

9、Y)s=MmQm+MbQb(C.2.4-5)对疲劳评估而言，(Yo)的表达式见式(C.2.4-6)：(Yo)p=MfwktmMkmMmm+ktbMkbMbLb+(km-l)m(C.2.4-6)其中，Mr、&、Mm和Mb,Mkm和Mkb,以及%、Lm、4b和见C.3节。C.3典型结构的K/计算式C. 3.1平板1含穿透裂纹的平板（见图C.3.1-1）X-8XAxisforplaneOfbending2a图C.3.1-1含穿透裂纹的的平板结构示意图应力强度因子的计算见式（C2.1）式（C.2.4）,其中,=Mn=Mb=I,启=sec（raW）2含半椭圆表面裂纹的平板（见图C.3.1-2）图C.3. 1-2含表面半椭圆裂纹的平板结构示意图应力强度因