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作为一种新型钢构件形式,蜂窝构件具有材料强度高、结构形式经济合理和便于穿越管线等优点,越来越广泛地应用于各种工程当中。尤其是在节省自重的前提下,增大了截面抗弯刚度,提高截面的抗弯承载力,作为承受弯曲构件或大跨构件用于厂房、多高层建筑和大跨度结构等工程中。日本和欧美等国家已经把蜂窝构件的设计纳入规范之中。然而,在钢结构公路桥梁、钢结构吊车梁或其他承受动力载荷的结构中,由于承受的动力荷载循环作用次数较高,涉及到结构的疲劳性能问题,出于安全考虑多采用实腹式钢构件,对于蜂窝构件的应用还极为谨慎。疲劳问题是制约钢结构发展的一个重要因素,特别是对于焊接钢结构而言,疲劳破坏已经成为严重影响结构安全使用的不利之处。疲劳破坏产生前塑性变形极小,没有明显的破坏征兆,危害性极大。目前,国内外对于蜂窝构件的研究较为深入,但在各国的现行钢结构设计规范中,还未发现针对蜂窝构件的疲劳设计方法。由于缺乏针对蜂窝构件疲劳问题的相关研究,给蜂窝钢构件的工程应用造成了诸多限制,亟待加以研究解决。本课题基于对此问题的考虑,选取圆孔型简支蜂窝钢吊车梁作为研究对象,利用有限元软件分别建立实腹式和蜂窝式吊车梁模型,采用数值模拟分析的方法研究其高周疲劳性能。结果表明:对于腹板开孔后的蜂窝吊车梁,其疲劳性能与实腹式吊车梁相比有了很大程度的降低,即使开孔规模很小,其疲劳寿命也要比实腹式吊车梁有很大降低。通过改变有限元模型中的开孔数量、开孔率、腹板加劲肋和初始裂纹缺陷等参数,分析不同因素对蜂窝吊车梁疲劳寿命的影响。结果表明:随着开孔数和开孔率的增大,蜂窝吊车梁的疲劳寿命持续下降;蜂窝孔洞分布越集中,对吊车梁的削弱程度越高,造成蜂窝吊车梁的抗疲劳能力越弱,疲劳寿命也越短;增设孔间腹板加劲肋可以有效减小跨中危险截面的应力水平,提高蜂窝吊车梁的疲劳寿命,增强结构的抗疲劳能力;初始裂纹削弱了蜂窝吊车梁的抗疲劳性能,其影响程度与初始缺陷的存在位置和大小等都有关,越靠近荷载作用位置处,对蜂窝吊车梁疲劳性能的削弱就越明显。综上所述,对于重级工作制吊车梁,由于腹板开孔后截面应力增大导致疲劳寿命大幅降低,且应力状况复杂影响因素众多,考虑到安全性因素,不宜采用蜂窝式钢吊车梁结构。