在设计时采用 CAT IA 软件进行三维空间建模, 菱形内柱Cl 2 与σ 的多面体铸钢节点实体模型如图 2 所示。典型铸钢节点的构造与几何参数分别如
造型设计要考虑铸钢件铸造时的钢水流动性、壁厚性,防止出现造型缺陷和粗大金属组织;
受力分析要明确传力路线、受力状态和受力大小;采用ANSYS、MIDAS等有限元软件建立三维实体模型,施加受力载荷,进行铸钢节点受力分析,检查节点的变形和应力分布状况,找出受力薄弱地方和应力集中点,评估节点承载的安全性或对节点造型及壁厚设计加以改进和完善。必要时需进行铸钢件足尺力学性能试验并与理论计算分析对比,以证明节点设计满足承载要求。
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,可按标准《钢结构设计规范》G 017中第10.3.3条的规定验算。