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铸钢节点设计要求参数总结
9 L6 F, F; I! x8 G! l! X2 {' \% L 1、铸钢节点的铸件壁厚不宜大于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。- A& a* m& n X9 w! u1 Y
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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。8 f9 C7 T: w/ |7 A% u* R
% y$ ~- q& Z, }6 V! h 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。
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! s2 b- P) W' x+ s& L 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。
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# h, |2 y! \( G8 f 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 U b! c4 `. v( A5 _, S
& S, G; O, [6 T4 l' v- |2 R4 v3 ] 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。( n! t4 ]- {& I4 ~0 B
6 D3 M/ y8 E* [ 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。
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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)
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# E3 ^2 Q9 {* _, [/ G/ q$ ^1 e 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)
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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。
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" c% e! \, s# G- N6 p4 E' }# t+ s ^& E 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。- _$ |; R6 U% e b W6 E
0 {9 f Z$ M' C% I7 L 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。- W6 O$ b0 t4 ~; ]' o
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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.
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" N: V" h3 O% `, D! u$ f 14、铸钢节点试验必须辅以有限元分析和对比。
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% E' k! Q0 U7 [' j% A 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,从而生产出合格的铸钢节点产品。 |
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