经验总结：铸钢节点设计方法摘要

发布于：2015-04-14 11:54:14 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

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（刨面顶紧）设计值310MPa。
4、铸钢件的物理性能指标（和普通钢材相同）：弹性模量E=2.06e5N/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10.3.3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，但单元尺寸变化宜平缓。（个人建议沿圆管壁厚方向，至少剖分3个以上单元）
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。（个人建议采用壳单元，采用板单元时，需仔细分析时适用性）
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von Mises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

17、铸钢节点的最小铸造壁厚（mm）

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)。