铸钢节点设计方法摘要

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1、铸钢节点设计方法摘要　　铸钢节点设计方法摘要1、铸件壁厚不宜大于150mm，当壁厚很大时应考虑厚度效应引起的屈服强度、伸长率、冲击功等的降低。2、承受静力荷载或间接动力荷载时，多管可焊铸钢节点可选用G20Mn5N铸钢材料。3、G20Mn5N材料的抗拉抗压和抗弯强度设计值235MPa，抗剪强度设计值135MPa，端面承压设计值310MPa。4、铸钢件的物理性能指标：弹性模量E=/mm2；剪切模量G=79e3N/mm2；线膨胀系数a=12e-6/℃；质量密度ρ=7850kg/m3。5、铸钢节点承载力应按承载力极限状态计算。承载能力极限状

2、态包括铸钢节点的强度破坏、局部稳定破坏和因过度变形而不适于继续承载。6、圆管汇交的铸钢相贯节点的承载力，当铸钢材料伸长率和强屈比满足于铸钢强度等级对应的Q235和Q345钢材的性能指标时，可按国家标准《钢结构设计规范》GB50017中第条的规定验算。7、铸钢节点试验的破坏承载力不小于荷载设计值的2倍，弹塑性有限元分析所得的极限承载力不小于荷载设计值的3倍。8、铸钢节点的有限元分析宜采用实体单元。在铸钢节点与构件连接处、铸钢节点内外表面拐角处等易于产生应力集中的部位，实体单元的最大变长不应大于该处最薄厚壁，其余部位的单元尺寸可适当增大

3、，但单元尺寸变化宜平缓。9、铸钢节点的有限元分析中，径厚比不小于10的部位可采用板壳单元。10、铸钢节点承受多种荷载工况组合又不能准确判断其设计控制工况时，可分别按每一种荷载工况组合进行计算。11、进行弹塑性有限元分析时，铸钢节点材料的应力-应变曲线宜采用具有一定强化刚度的二折线模型。复杂应力状态的强度准则应采用vonMises屈服条件。12、铸钢节点的极限承载力可按弹塑性有限元分析得出的荷载-位移全过程曲线确定。13、用弹塑性有限元分析结果确定铸钢节点的承载力设计值时，承载力设计值不应大于极限承载力的1/3.14、铸钢节点试验必须

4、辅以有限元分析和对比。15、铸钢节点与钢结构的连接方式可采用焊缝连接、螺纹连接和销轴连接。16、铸钢节点的合理铸造壁厚　　　　　　　　　　铸钢节点最大轮廓尺寸(mm)　　　　　　铸钢节点次大轮廓尺寸(mm)　　　　　　　　　　≤350　　　　　　351～700　　　　　　701～1500　　　　　　1501～3500　　　　　　　　　　≤1500　　　　　　15～20　　　　　　20～25　　　　　　25～30　　　　　　——　　　　　　　　　　1501～3500　　　　　　20～25　　　　　　25～30　　　　　　30～35　　

5、　　　　35～40　　　　　　　　　　3501～5500　　　　　　25～30　　　　　　30～35　　　　　　35～40　　　　　　40～45　　　　　　　　　　5501～7000　　　　　　　　　　35～40　　　　　　40～45　　　　　　45～50　　　　　　17、铸钢节点的最小铸造壁厚　　　　　　　　　　铸钢节点最大轮廓尺寸　　　　　　　　　　　　200～400　　　　　　400～800　　　　　　800～1250　　　　　　1250～XX　　　　　　XX～3200　　　　　　　　　　壁厚　　　　　　9　　　　　　10　　

6、　　　　12　　　　　　16　　　　　　20　　　　　　25　　　　　　18、铸钢节点设计应避免壁厚急剧变化，铸钢节点的壁厚斜率宜小于1/5.19、铸钢节点的内/外圆角半径设计(t1+t2表示相邻两壁的壁厚)。　　　　　　　　　　(t1+t2)/2　　(mm)　　　　　　内圆角半径R(mm)　　　　　　　　　　铸钢节点内夹角a　　　　　　　　　　　　　　　　51°～75°　　　　76°～105°　　106°～135°　　136°～165°　　>165°　　　　　　　　≤8　　　　　　4　　　　　　4　　　　　　6　　　　　　8　　　

7、　　　16　　　　　　20　　　　　　　　　　9～12　　　　　　4　　　　　　4　　　　　　6　　　　　　10　　　　　　16　　　　　　25　　　　　　　　　　13～16　　　　　　4　　　　　　6　　　　　　8　　　　　　12　　　　　　20　　　　　　30　　　　　　　　　　17～20　　　　　　6　　　　　　8　　　　　　10　　　　　　16　　　　　　25　　　　　　40　　　　　　　　　　21～27　　　　　　6　　　　　　10　　　　　　12　　　　　　20　　　　　　30　　　　　　50　　　　　　　　　　28～3

8、5　　　　　　8　　　　　　12　　　　　　16　　　　　　25　　　　　　40　　　　　　60　　　　　　　　　　36～45　　　　　　10　　　　　　16　　　　　　20　　　　　　30　　　　　　50　　　　　　80