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鑄鋼節點的設計方法介紹

文章來源:admin 更新時間:2015-03-09

    1、鑄件節點設計,壁厚不宜大于150mm,當壁厚很大時應考慮厚度效應引起的屈服強度、伸長率、沖擊功等的降低。
    2、承受靜力荷載或間接動力荷載時,多管可焊鑄鋼節點可選用G20Mn5N鑄鋼材料。
    3、G20Mn5N材料的抗拉抗壓和抗彎強度設計值235MPa,抗剪強度設計值135MPa,端面承壓 (刨面頂緊)設計值310MPa。
    4、鑄鋼件的物理性能指标(和普通鋼材相同):彈性模量E=2.06e5N/mm2;剪切模量G=79e3N/mm2;線膨脹系數a=12e-6/℃;質量密度ρ=7850kg/m3。
    5、鑄鋼節點承載力應按承載力極限狀态計算。承載能力極限狀态包括鑄鋼節點的強度破壞、局部穩定破壞和因過度變形而不适于繼續承載。
    6、圓管彙交的鑄鋼相貫節點的承載力,當鑄鋼材料伸長率和強屈比滿足于鑄鋼強度等級對應的Q235和Q345鋼材的性能指标時,可按國家标準《鋼結構設計規範》GB50017中第10.3.3條的規定驗算。
    7、鑄鋼節點試驗的破壞承載力不小于荷載設計值的2倍,彈塑性有限元分析所得的極限承載力不小于荷載設計值的3倍。
    8、鑄鋼節點的有限元分析宜采用實體單元。在鑄鋼節點與構件連接處、鑄鋼節點内外表面拐角處等易于産生應力集中的部位,實體單元的最大變長不應大于該處最薄厚壁,其餘部位的單元尺寸可适當增大,但單元尺寸變化宜平緩。(個人建議沿圓管壁厚方向,至少剖分3個以上單元)
    9、鑄鋼節點的有限元分析中,徑厚比不小于10的部位可采用闆殼單元。(個人建議采用殼單元,采用闆單元時,需仔細分析時适用性)
    10、鑄鋼節點承受多種荷載工況組合又不能準确判斷其設計控制工況時,可分别按每一種荷載工況組合進行計算。
    11、進行彈塑性有限元分析時,鑄鋼節點材料的 應力-應變曲線宜采用具有一定強化剛度的二折線模型。複雜應力狀态的強度準則應采用von Mises屈服條件。
    12、鑄鋼節點的極限承載力可按彈塑性有限元分析得出的荷載-位移全過程曲線确定。
    13、用彈塑性有限元分析結果确定鑄鋼節點的承載力設計值時,承載力設計值不應大于極限承載力的1/3.
    14、鑄鋼節點試驗必須輔以有限元分析和對比。
    15、鑄鋼節點與鋼結構的連接方式可采用焊縫連接、螺紋連接和銷軸連接。
    16、鑄鋼節點的合理鑄造壁厚。

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