铸钢弯道 铸钢管道

 

铸钢节点采用八面体几何构型，倾斜侧壁与菱形内柱表面夹角 为 159°，在八面体铸钢 节点的上、下端部设置水平加劲肋承担倾斜侧壁产生的水平分力，保证侧壁的稳定性，提高铸钢节点的整体刚度。综合考虑铸造工程中的清渣要求以及现场焊接的要求，分别 在 上、下端水平 加劲肋设置 650mm ×450mm 的椭圆形人孔与＜／＞150 的圆孔 。考虑到部分铸钢节点尺寸较大，构件壁厚相对较薄，为了提高铸钢件侧壁的稳定性，在铸钢节点 1/ 4 截面处设置两道纵向 加劲肋。在确定纵向加劲肋壁厚时，除需考虑节点构造特点与受力性能外，还应结合铸造工艺要求，保证钢水流动顺畅，内、外表面散热均匀，有效避免铸钢节点内部缺陷。铸件内 壁的理想厚度〔1  〕应为外壁厚度的0. 7～ 0.8 倍。

 

在确定铸件内部圆弧半径时，应综合考虑铸造时流浆需要、节点受力特点，避免应力过于集中。但 铸件内部圆弧半径也不宜过大，否则将造成局部壁厚过大与用钢量增加。倾斜侧壁与垂直侧壁之间倒角半径均为1 103mm，使得铸钢节点在内力顺利传递的同时，具有良好的外观效果。

 

 

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。

 

    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）

在现代建筑中，钢结构得到广泛应用：诸如体育馆、厂房、展览馆、宾馆等建筑都越来越多的用到钢结构。节点是指建筑钢结构中钢管交汇的地方，其对整个钢结构的力学性能、工程造价、施工难易程度等有重要影响。虽然铸钢节点的生产难度较大，但是随着钢结构的不断发展也形成了几种常见的铸造方式，今天小编就带大家了解下下铸钢节点常见的铸造方法。 

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