艺术剧院空间异形钢结构大型铸钢节点

铸钢节点设计要求参数总结

    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。

    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 变长不应大于该处 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，从而生产出合格的铸钢节点产品。