JGJT395-2017_铸钢结构技术规程_结构规范.pdf

中华人民共和国行业标准 铸钢结构技术规程 Technical specification for casl steel structure JGJ/T 395 - 2017 峰 中国建筑工业出版社出版、发行北京海淀三里河路9号 各地新华书店、建筑书店经销 北京红光制版公司制版 北京同文印刷有限责任公司印刷 4际 开本850X 1168毫米1/32 印张3字数102千字 2017年8月第一版2017年8月第一次印刷 定价19.00元 统一书号15112 . 30039 版权所有翻印必究 如有印装质量问题 ，可寄本社退换 邮政编码100037 本社网址http.;/ 网上书店http//www.china- 中华人民共和国住房和城乡建设部 /、圣h L恼仁3 第1472号 住房城乡建设部关于发布行业标准 铸钢结构技术规程的公告 现批准铸钢结构技术规程为行业标准，编号为JGJ/T 395 -2017，自2017年9月1日起实施。 本规程由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版 发行。 中华人民共和国住房和城乡建设部 2017年2月20日 3 天津大学建筑设计研究院 天津市房屋建筑钢结构技术工程中心 天津市建筑设计院 同济大学 吴桥盈丰钢结构铸钢件制造有限公司 浙江东南网架股份有限公司 浙江精工钢构有限公司 中国建筑股份有限公司 中国建筑科学研究院 中国建筑设计研究院 中国建筑西南设计研究院有限公司 中建钢构有限公司 中建六局安装工程有限公百 中冶建筑研究总院有限公司 本规程主要起草人员陈志华王存贵曹富荣曹正里 程书华料膨泉段斌范重 冯远顾军郭彦林贺明玄 蒋立红李海旺李永红李元齐 刘红波刘界IUI鸟陆海英吕黄兵 王小盾王秀m王亚峰徐瑞龙 许斌闰翔宇杨来盈余流 张海军张品波张云富章亚红 赵鹏飞赵宪忠钟戚周观根 本规程主要审查人员马克俭柴粗任庆英鲍广鉴 陈敖宜范峰张其林王元清 赵阳 5 目次 1 总则- 2 术语和符号................................... . .........2 2.1 术语.........2 2. 2 符号.........2 3 基本规定5 4 材料和设计指标.............................................6 4. 1 铸钢材料.................................6 4. 2 连接材料...................................................9 4.3 设计指标.................. 10 5 设计和计算13 5.1 设计原则l.................. 13 5.2构{牛14 5. 3 连接.........17 5.4 节点18 5. 5 节点有限元分析原则19 5. 6 试验........20 6 构造规定................................................22 6. ] 一般规定22 6. 2 连接.................22 6. 3 构件和节点.........23 7 铸钢件加工............................................26 7. J 一般规定26 7. 2 铸造和热处理26 7.3 缺陷修补......... 27 7. 4 打磨、气割和机械加工.................. 29 6 nUA吨「 J Fhd pO 勺，。oqJqJA哇A哇 A哇 nbEU b 寸t nuq 』 OOAU A吐 EUQd quqJ qundqu 巧JqU A吨A吐 4 A吨4 ‘ 44 ‘ 4 ‘ A哇 -ib Edpb b 民Unb b 拥以 式检 形陷 点缺 -- i节部 能钢内 性铸缝 验收 .. p .. 料用焊 . 检验 定 养定 uu 保测 定 H 材 常件明 在规呆规 . 和监圳护卡收钢筑钢说录明 钢钢斗般装装接时般腐火护 问扑削削验铸建铸词名说 铸铸枝 一 吊组焊问 一 防防绊 视程用准 文 56的l2 34 剖l 234 检 l23 工ABC 程标条 11 生 8 0 V 计算截面沿腹板平面作用的剪力。 2.2.2 计算指标 C叫一一碳当量; E-一一弹性模量; j一←抗拉、抗压、抗弯强度设计值; f，e一一端面承压强度设计值; f了、f一一对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值; f “ 抗拉强度最小值; fv一一抗剪强度设计值; fy一一屈服强度; e一一剪切模量; KV2-一冲击l吸收能量; N，一一受压铸钢空心球的受压承载力设计值; N，一一受拉铸钢空心球的受拉承载力设计值; RcH一一上屈服强度; R“O.2一一-屈服强度，规定塑性延伸率为0.2时的强度; Rm 抗拉强度; α 线膨胀系数; p一-质量密度; 「一一正应力; σ在折算应力; σl、町、σ「一一计算点处第一、第二、第三主应力; 「一一剪应力。 2.2.3 几何参数 A一一铸钢构件的毛截面面积; An←一铸钢构件的净截面面积; d一一与铸钢空心球相连的受压钢管外径; D一一铸钢空心球的外径; 1-一毛截面惯性矩; 3 lw一一焊缝长度; r一一外侧倒圆角半径; S一一计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩; t一一铸钢空心球的壁厚; tmin 对接接头中连接件的较小厚度; lw一一腹板厚度; W川、Wny二一对工轴矛Uy轴的净截面模量; Wx、吭一→对立轴和y轴的毛截面模量; W1x-二在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面 模量。 2.2.4 计算系数及其他 4 Ra -表面粗糙度; 卢「一折算应力的强度设计值增大系数; 冉u、卢my一一→弯矩作用平面内稳定计算的等效弯矩系数; ι、卢ty弯矩作用平面外稳定计算的等效弯矩系数; 只、Yy一一截面塑性发展系数; S一一伸长率; 鄂、币1一一受压、受拉铸钢空心球的加肋承载力提高 系数; x 、y--X、y轴方向的轴心受压构件长细比; 伊x、伊y一一弯矩作用平面内、外的轴心受压构件稳定 系数; 机x、伊by一一均匀弯曲的受弯构件整体稳定性系数; p一一轴心受压构件的稳定系数; 机一-受弯构件整体稳定系数; z一一收缩率。 3基本规定 3.0.1 铸钢结构设计应在分析经济性和技术可行性的基础上， 应优化地选择合理的结构体系、构件类另IJ、节点形式、连接构 造、材料、加工工艺、防火和防腐蚀要求。 3.0.2 铸钢结构设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计 法，应用分项系数设计表达式进行计算。 3.0.3 铸钢结构设计的重要性系数应根据结构的安全等级、设 计使用年限确定。对于局部采用的铸钢构件和节点，其重要性系 数不应小于主体结构的重要性系数。 3.0.4 铸钢结构设计应满足承载能力极限状态和正常使用极限 状态的要求。 3.0.5 对直接承受不包括反复动力荷载的动力荷载和间接承受 动力荷载以及低温环境下工作的铸钢结构，焊接时宜采用低氢型 焊条。 3.0.6设计文件中，除应注明设计使用年限、铸钢牌号、连接 材料的型号或钢号，以及铸钢力学性能、化学成分的附加保证项 目外，尚应注明铸钢结构焊接质量要求。 3.0.7 铸钢件的构造应符合结构计算，传力可靠，减小应力集 中程度。当构件在节点偏心相交时，应考虑附加弯矩的影响。 3.0.8 构造复杂的铸钢件承载力应通过有限元分析确定，宜通 过试验验证。 3.0.9 铸钢件应进行正火或调质热处理，在铸造过程中应控制 浇注温度和速度，铸造工艺应保证铸钢件内部组织致密、均匀。 3. 0. 10 焊接施工前，施工单位应以合格的焊接工艺评定结果为 依据编制焊接工艺文件。 5 4 材料和设计指标 4. 1铸钢材料 4.1.1 铸钢材料应综合考虑结构的重要性、荷载特性、结构形 式、应力状态、连接方法、铸钢厚度、铸造工艺、工作环境和造 价等因素，选用合理的铸铜牌号、热处理工艺及材料性能保证 项目。 4.1.2 铸钢材料应具有屈服强度、抗拉强度、伸长率和碳、硅、 辑、硫、磷、微量合金元素等含量的合格保证，对焊接铸钢件还 应有碳当量的合格保证;对直接承受动力荷载的铸钢件应具有按 其环境温度要求的冲击吸收能量合格保证。 4.1. 3 抗震设防的铸钢结构，其材料性能应符合下列规定 1 材料的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大 于0.85; 2 材料应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20; 3 材料应有良好的焊接性和冲击韧性。 4.1.4 铸钢件与钢材牌号选用应符合下列规定 1 焊接结构的节点与构件宜选用牌号ZG230-450H、 ZG270-480H、ZG300-500H和ZG340-550H的铸钢件，其材质 和性能除应符合本规程第A.0.1条的规定外，尚应符合现行国 家标准焊接结构用铸钢件GB/ T 7659的规定;也可选用牌 号G17Mn5QT、G20Mn5N和G20Mn5QT的铸钢件，其材料和 性能应符合本规程第A.o. 1条的规定; 2 非焊接结构的节点与构件宜选用牌号ZG230-450、 ZG270-500、ZG310-570和ZG340-640的铸钢件，其材质和性能 除应符合本规程第A.O . 2条的规定外，尚应符合现行国家标准 焊接结构用铸钢件GB/ T 7659的规定; 6 3 结构用铸钢管宜选用牌号LX235、LX345、LX3 90和 LX420的铸钢管，其材质和性能除应符合本规程第A.O. 3条的 规定外，尚应符合现行国家标准焊接结构用铸钢件GB/ T 7659的规定; 4 当选用其他牌号的铸钢时，应提供质量证明文件，并经 技术经济比较和论证后方可选用; 5 铸钢结构中的非铸钢构件，其钢材牌号、材质及性能宜 与相关铸钢构件相匹配，并应符合现行国家标准钢结构设计规 范GB 50017的规定。 4.1.5 铸钢件应避免壁厚急剧变化，且壁厚不宜大于1500101。 当壁厚大于1000101时，其屈服强度、伸长率、收缩率和冲击吸 收能量等各项材料性能指标应经试验验证合格后方可选用。 4.1.6 铸钢材料的力学性能试块的形状、尺寸、浇注方法和试 样切取位置应符合现行国家标准一般工程用铸造碳钢件GB/ T 11352的规定。 4.1.7 可焊接铸钢结构的铸钢件材料性能可按表4.1. 7选用; 非焊接铸钢件材料性能亦可按表4.1.7选用，可不要求碳当量 作为保证条件;结构用铸钢管的材料性能亦可按表4.1. 7选 用。 表4.1.7焊接镑钢结构的选材要求 工作环 宜选用铸钢 序号荷载特性受力状态境温度要求性能项目 牌号 CC ZG230-450H ZG270-480H 承受静力简单受力屈服强度、抗拉强度、 ZG300-500H 荷载或间状态单、伸长率、收缩率、碳当 20 ZG340-550H 接动力双向受力量、常温冲击吸收能量 G20Mn5N 荷载状态KV234J LX235, LX345 LX390, LX420 7 续表4.1. 7 工作环 宜选用铸钢 序号荷载特性受力状态境温度要求性能项目 牌号 CC 简单受力屈服强度、抗拉强度、 ZG270-480H ZG300-500H 2 状态单、 -20 伸长率、收缩率、碳当 ZG340-550H 双向受力量、O“C冲击吸收能量 G20Mn5N 状态〕KVz;;34J LX235, LX345 ZG270-480H 承受静力屈服强度、抗拉强度、 伸长率、收缩率、碳当 ZG300-500H 荷载或间 3 -20 ZG340-550H 按动力 盘、O.C冲击吸收能量 G20Mn5N 荷载复杂受力KVz二34J I.X235 , I.X345 状态三 向受力 ZG300-500H 状态屈服强度、抗拉强度、 ZG340-550H -20 fql长率、收缩率、碳当 G17Mn5QT 量;、一20“C冲击吸收能 G20Mn5N i量KV2二三34J I.X235 , I.X345 屈服强度、抗拉强度、 ZG270-480H 仰率、11ll缩率、碳当 ZG300-500H 5 -20 ZG340-550 H fil;、O.C冲击1吸收能量 承受直接 G20Mn5N 简单受力 K\乍二主34J 动力荷载 LX235. l.xl45 或7-9度 状态单、 双向受力 设|坊的地 状态 ZG300-500H 震作用 屈服强度、抗拉强度、 ZG3110-550H 军三-20 伸长率、收缩率、碳当 G17Mn5QT 6 盘、一20“C冲击吸收能 G20Mn5N 盘KVz二三341 I.X235 , I.X345 8 续表4.1. 7 工作环 在选用铸钢 j字号荷载特性受力状态境温度要求性能项目 牌号 CC 屈服强度、抗拉强度、 ZG300-500 H I ZG340-550H {市长率、收缩率、碳当 Gl7Mn5QT I 7 -20 盘、一20C冲击吸收能 G20νn5N 承受直接 址KVz二主34J LX235, LX345 复杂受力 动力荷载 状态三 或79度 向受力 设防的地 状态 ZG300-500H 震作用 屈服强度、抗拉强度、ZG340-550H 伸长率、收缩率、碳当G17Mn5QT 8 王三-20 盆、-40C冲击吸收能G20Mn5N 量KV2二三34JG20Mn5QT LX235, LX345 I 注1当设计要求屈强比、收缩率、低温冲击吸收能量或碳当量限值，而铸钢材 料标准中元此相应指标时，应在订货时作为附加保证条件提出要求。 2选用ZG牌号铸钢时，含碳量不宜大于0.22，磷、硫含盘均不宜大 于0.03。 3 选用铸钢材料时，亦可按性能要求，提 出降低疏、磷含量或采用热处理工 艺等附加技术要求，提高铸件的延性、抗冲击韧性和焊接性能。 4.2连接材料 4.2.1 铸钢结构所用焊接材料的品种与牌号，应根据铸钢件的 强度、厚度、碳当量指标、热处理条件和与相连接构件焊接要求 相协调等因素，按现行国家标准钢结构设计规范GB 50017 和钢结构焊接规范GB 50661的规定，选用适用牌号和性能 的焊条、焊丝和焊剂 。壁厚较厚和形状复杂的铸钢件，焊接材料 应根据焊接工艺评定结果确定。 9 表4.3.2焊接结构用铸钢的强度设计值N/mm2 强度设计值 厚度 抗拉、抗端困承斥 屈服抗扣强度 牌号或直径 抗剪 强度最小值 mm 斥和抗弯 Iv 包IJ平顶紧 Iu f f“ 二“16且50175 105 50且75170 100 ZG230-450H 290 230 450 75且100155 90 100且150145 80 二“，16且运50210 120 50且75200 115 ZG270-480H 310 270 480 75且100185 105 100且150165 95 二“，16且50230 135 50且75220 125 Z;300-500H 325 300 500 75且IOO205 120 100且150185 105 法16且50260 150 50且75250 145 ZG340-5501--l 355 340 550 75旦100230 135 100且150210 120 二“，16且50185 105 50且75175 lOO G17Mn5QT 290 240 450 75且IOO165 95 100且150150 85 二“，16且50230 l35 G20ι115N 50且ζ75220 125 G20Mn5QT 310 300 480 75且IOO205 120 100且150185 105 注各牌号铸钢的强度设计值按本表取值时.应保证其材质的力学性能指标符合 本规程附录A中的规定。 11 4.3. 3 结构周铸钢管的强度设计值应符合表4.3. 3的规定。 表4.3.3铸钢管的强度设计值N/mm2 强度设计值 壁厚 屈服抗拉强度 牌号 抗拉、抗 抗剪 端丽承ffi 强度最小值t mm 压和抗弯 f, 刨平顶紧 .f, fu f 二50 180 105 235 ←-一一一 LX235 50GB 50011和构筑物抗震设计规范 GB 50191的规定。 5.1.2 铸钢结构设计应根据结构破坏类型和可能产生的后果， 采用不同的安全等级。工业与民用建筑铸钢结构宜取二级。设计 使用年限为50年时，重要性系数不应小于1.00;设计使用年限 为25年时，重要性系数不应小于0.95;特殊的铸钢结构安全等 级、设计使用年限应另行确定。 5.1. 3 铸钢结构应按下列承载能力极限状态和正常使用极限状 态进行设计 1 承载能力极限状态包括构件、节点和连接的强度破坏 和因过度变形而不适于继续承载，结构和构件丧失稳定或节点局 部稳定破坏，结构转变为机动体系和结构倾覆; 2 正常使用极限状态包括影响结构、构件、节点和非结 构构件正常使用或外观的变形，影响正常使用的振动，影响正常 使用或耐久性能的局部损坏。 5.1. 4 铸钢件设计应包括下列内容 1 铸钢件的几何造型设计应符合结构受力特点和相应部位 的传力特点、铸造工艺、连接构造、交通运输、施工安装、缺陷 检测、涂装防护和建筑美观的要求; 2 铸钢件的工艺设计和受力分析应根据几何造型设计进行 工艺过程数值模拟，确定合理壁厚和倒圆角半径等尺寸，并制定 13 工艺流程和检查项目; 3 铸钢件之间和铸钢件与其他结构的连接设计应考虑超厚 焊缝对结构的不利影响，应采取相应的消除焊接应力的措施;设 计时应考虑连接件之间的壁厚差和设置企口的要求;铸钢与普通 钢材连接时宜做到力学性能相近。 5.1.5 铸钢件分段加工时，分段位置应选择在受力较小的部位， 并应考虑施工安装时的起重能力和运输要求。 5.2构件 5.2.1 轴心受拉、压构件，其强度和受压构件稳定性应按下列 公式计算 1 轴心受拉、压构件的截面强度 fN-A ζ 二 σ σ 5. 2. 1-1 5. 2. 1-2 2 轴心受压构件的稳定性 J斗ζf cpJ-i 式中cr-一一正应力N/mm 2 ; N一一轴心拉力或压力设计值N; An -铸钢构件的净截面面积mm 2 ; A一一铸钢构件的毛截面面积mm 2 ; f一-铸钢抗拉强度设计值N/mm 2 ; 轴心受压构件的稳定系数，应根据铸钢构件的长细 比、材料屈服强度，按现行国家标准钢结构设计 规范GB 50017中b类受压构件确定。 5.2.2 双向受弯实腹式构件，其截面抗弯强度、抗剪强度和整 体稳定性应按下列公式计算，各计算系数均应按现行国家标准 5. 2. 1-3 钢结构设计规范GB 50017的规定采用。 1 截面抗弯强度 14 儿1., Mv r 一 一ζf YxWnx YyW町、J 5. 2. 2-1 2 截面抗剪强度 vs τ瓦ζfv 5.2.2-2 3 整体稳定性 M M 一←之一十斗」一ζj 5.2.2-3 ψbYxWx YyW y 式中Mx、My--同一截面处绕r轴和y轴的弯矩N m, 对于具有强弱轴的构件1轴为强轴，y轴 为弱轴; 犯、Yy截面塑性发展系数; Wnx、Wny对x轴和y轴的净截面模量mm 3 ; 「一一剪应力N/mm 2 ; V 计算截面沿腹板平面作用的剪力N; S一一计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩 mm2 ; I一一毛截面惯性矩mm“; tw 腹板厚度mm; f v 铸钢材料的抗剪强度设计值N/mm 2 ; 机-一一绕强轴弯曲所确定的梁整体稳定系数; Wx、Wy-对工轴和y轴的毛截面模量mm 3 。 5.2.3 拉弯、压弯实腹式构件的截面强度和稳定性应按下列公 式计算，各计算系数均应按现行国家标准钢结构设计规范 GB 50017的规定采用。 1 双向拉弯、压弯构件截面强度 N M, Mv r 一一十一....“x一一一ζf An Y xWnx YyWny 飞J 2 单向压弯构件平面内整体稳定性 N I ,ImxMx r 川l川1x1-0.8忐;广J 5. 2.3-1 5.2.3-2 15 NEx ll EA/ Cl. 28 5.2.3-3 式中弘一一弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数; βm一一弯矩作用平面内稳定计算的等效弯矩系数; W1x一-在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量 mm3 ; NEx 参数; E一一弹性模量N/mm 2 ; x --整体构件对工轴的长细比。 3 单向压弯构件平面外整体稳定性 N Mx ___ r 一一十η一“Xζf5.2. 3-4 ψyAγSObWlx、J 式中伊y一一弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数; 「一截面影响系数。 4 双向压弯构件整体稳定性 NβIllXMx . tYMy 日mx......x 盯1十币四VZ三f5.2.3-5 YxWx 1-0.8兰严吼y“y 飞1V 1X I η旦旦旦生βI即My三二f5. 2.3-6 MVbxWx几Wy 1一0.8 元 NEy 72 EA /l. 28对5.2.3-7 式中βw一一弯矩作用平面内稳定计算的等效弯矩系数; βx、卢ry一弯矩作用平面外稳定计算的等效弯矩系数; 伊bx、伊by一一均匀弯曲的受弯构件整体稳定性系数; NEy一一参数; y ..→整体构件对y轴的长细比。 5.2.4非规则截面构件，在设计荷载作用下，构件的局部应力 应采用有限元方法计算，并应符合下列规定 1 有限元分析中铸钢构件宜采用实体或壳单元模拟，构件 单元网格应沿构件长度、截面均匀划分;非规则构件的截面突 变、构件拼接、节点连接等易产生应力集中的部位，单元网格划 16 分应加密且单元的最大边长不应大于该处的最薄壁厚; 2 构件有限元模型的边界条件、荷载条件与初始几何缺陷 条件等因素应与实际受力状态保持一致; 3 复杂应力状态下的强度准则可采用冯米塞斯屈服准则; 4 弹塑性分析时材料本构关系可采用理想弹塑性模型或双 折线强化模型模拟。 5.2.5 采用非线性分析获得的构件弹塑性极限承载力不宜小于 其荷载设计值的1.5倍。 5.3连接 5.3.1 铸钢结构可采用焊接连接、螺栓连接和销轴连接等连接 形式图5.3.1。 a焊接连接b螺栓连接c销轴连接 图5. 3.1连接基本形式 [-铸钢件;2 焊接坡口;3 钢管;4一螺栓连接5 5-索;杆;6 连接糟7连接穿心饭;8一销孔 5.3.2 铸钢采用焊接连接时，可采用环形对接焊缝连接。当采 用对接焊缝承受轴心拉力和轴心压力时，其强度应按下列公式 计算 σ忐;;G σlf;;;;ζf了 式中N轴心拉力或轴心压力CN; 5.3.2-1 5.3.2-2 17 Lw 焊缝长度mm; tmin 对接接头中连接件的较小厚度mm，通常采用钢 构件的板厚; r一一对接焊缝的抗拉强度设计值CN/mm 2 ; f 对接焊缝的抗压强度设计值CN/mm勺。 5.3.3 当铸钢采用螺栓连接和销轴连接时，可按现行国家标准 钢结构设计规范GB 50017的要求进行计算。 5.4节点 5.4.1 铸钢节点承载力应按承载能力极限状态计算。承载能力 极限状态、应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。常用建筑用铸钢节点形式可按本规程附录 B 执行。 5.4.2 当铸钢材料伸长率和强届比满足与铸钢强度等级对应的 Q235和Q345钢材的性能指标时，圆管汇交的铸钢相贯管节点 的承载力，可按现行国家标准钢结构设计规范GB 50017的 规定验算。 5.4.3 当铸钢空心球节点的铸钢材料伸长率和强届比满足与铸 钢强度等级对应的Q235或Q345钢材的性能指标时，与铸钢空 心球相连的铸钢管轴力设计值不应大于铸钢空心球的承载力设 计值。 5.4.4 铸钢空心球的受压、受拉承载力设计值可分别按下列公 式计算 Nc O. 3577crr 1 丢CI十rtf5.4今1 N，子们d rtf 5. 4.4-2 式中Nc一一受压铸钢空心球的受压承载力设计值N; 77c 受压铸钢空心球的加肋承载力提高系数，无加肋 时，非取1.0;有加肋时， 平c取1.4; 18 d 与铸钢空心球相连的受压钢管外径mm; D一一铸钢空心球的外径mm; r一一外侧倒圆角半径mm; f一一铸钢空心球的壁厚mm; f一一铸钢抗压、抗拉强度设计值CN/mm 2 ; N，-受拉铸钢空心球的受拉承载力设计值CN; 平t一一受拉铸钢空心球的加肋承载力提高系数，无加肋 时，币1取1.0;有力IJ}的时，币1取1.1。 5.4.5 除本规程5.4. 2条、5.4. 3条 和5.4.4条规定外的铸钢 节点，在荷载设计值作用下，节点应力应采用有限元法按弹性计 算，并应符合下列规定 σ2.;三rI 5.4.5- 1 σ jf[cσl一σ2 2 Cσ2一句2 σ3一川 5. 4.5-2 式中σf一一折算应力N/mm 2 ; 卢I一一折算应力的强度设计值增大系数。当计算点 各主应力全部为压应力时，卢f 1. 2;当计算 点各主应力全部为拉应力时，卢f 1. 0，且最 大主应力应满足σlζ1.1f;其他情况时，卢f 1. 1; σl、σ2、何一一计算点处第一、第二、第三主应力N/mnn。 5.4.6 除本规程第5.4. 2条、第5.4.3条和第5.4.4条规定外 的铸钢节点，当破坏承载力不小于荷载设计值的2倍.或弹塑性 有限元分析所得的极限承载力不小于荷载设计值的2倍时，铸钢 节点的强度计算可不按本规程第5.4. 5条执行。 5.5 节点有限元分析原则 5.5.1 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 19 件和荷载作用。加载装置宜使加载值便于验证，且试验时不应发 生非试验部位的损坏。 5.6.6 铸钢试件应具有一定的外伸尺寸，消除支座、加载等装 置的约束对试验部位应力分布的影响。 5.6.7 铸钢试件的应力分布和裂纹发展可采用电阻应变片测试 法、光纤光栅法、脆漆法或干涉仪云纹法测试。测点布置时应重 点监控数值较大及应力集中部位。 5.6.8 试验应辅以有限元分析和对比。 5.6.9 检验性试验中，试验荷载不应小于荷载设计值的1.3倍; 破坏性试验中，由试验确定的破坏承载力不应小于铸钢件承载力 设计值的2.0倍。 21 6构造规定 6. 1一般规定 6.1.1 铸钢件及焊接材料应符合现行国家标准钢结构设计规 范GB 50017的规定，并应保证良好的可焊性。 6.1.2 铸钢件与普通钢管连接可采用环形对接焊接方法，在焊 接处宜做焊接槽口，铸钢管壁厚应平滑过渡到与普通钢管相当的 壁厚。 6.2连接 6.2.1 焊接连接时焊缝金属应与主体金属相适应，当不同强度 的钢材连接时，可采用与低强度钢材相适应的焊接材料。铸钢件 的焊接可采用以下连接形式当铸钢件的壁厚较大时应采用带钝 边的单V形坡口图6.2.1a和单U形坡口图6.2.1b形 式;当铸钢件壁厚与对接钢管或钢板厚度相差不大时，可采用无 坡口图6.2. 1c形式;当对接钢管或钢板厚度较小且铸件壁 厚也薄时，可采用无钝边的单V形坡口图6.2. 1d形式。坡 口形式应符合现行国家标准钢结构焊接规范GB 50661、气 焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能柬焊的推荐坡口GB/T 985.1和埋弧焊的推荐坡口GB/T 985. 2的规定。 6.2.2 对接焊缝位置、焊接坡口应符合设计要求，焊接坡口形 式应按本规程第6.2.1条执行。 6.2.3 销轴连接节点的销轴孔及螺栓连接节点的螺栓孔直采用 机械加工方法，设计应考虑加工余量。螺栓连接节点宜采用T 形螺纹。 6.2.4 孔径小于100mm的非销轴和螺栓开孔，孔不经过机械加 工处理且孔内穿构件时，开孔宜增加5mm;孔径不小于100mm 22 2 a单V形坡口带钝边 b单U形披口 l应7 毯/ c无披口 d单V形坡口无争liitI 图6.2.1 铸钢件的焊接连接形式 l 铸钢件;2一焊接坡口i T对接钢管或钢扳厚度，人1、2-1百JI搬尺寸;α-←焊接坡口角度 的非销轴和螺栓开孔，孔不经过机械加工处理且孔内穿构件时， 开孔宜增加5mm10mm。 6.2.5 设计节点时应预留焊接空间、螺栓安装空间、销轴安装 空间和张11/.设备操作空间等施工操作空间。 6.3 构件和节点 6.3.1 铸钢件设计应避免壁厚急剧变化，壁厚变化斜率不宜大 于1/5.且壁厚不宜大于150mm。 6.3.2 铸钢件内部薄壁部位肋板和加劲板的壁厚宜小于外部薄 壁部位的壁厚。 6.3.3 铸钢件设计尺寸应符合下列规定 1 铸钢件最小壁厚要求应符合表6.3. 3-1的规定; 23 铸钢件最大 轮廓尺寸 壁j事 表6.3.3-1锈钢件的最小壁厚mm 2 铸钢件的合理壁厚宜符合表6.3.3-2的规定; 表6.3.3-2铸钢件的合理壁厚mm 铸钢件i政大 铸钢件次大轮廓尺寸 轮廓尺寸 主二350351 700 7011500 ,J 500 15-20 20-25 2530 1501-3500 20-25 25-30 30-35 3501 -5500 25-30 30-35 35-40 5501- 7000 3540 40-45 3 铸钢件内壁厚度宜比外壁厚度小2030; 15013500 35-lO 40115 550 4 铸壁连接方式应优先选用L形接头，以减少或分散热节 点，避免交叉连接; 5 可在铸钢件中间设置加劲肋来增大铸钢件的强度和刚度， 应避免采用增加壁厚的方式。 6.3.4 最小壁厚、内外圆角半径图6.3.4应根据铸钢件轮 24 a内因角 b外因角 图6.3. 4 罔角y民主意图 β铸钢件内 夹角;R1-内 圆1[1半径;ln、th一相邻W杆 的壁厚岛一外因角半径y一外l园角度 廓尺寸、夹角和铸造工艺确定，可按表6.3.4-1和表6.3.4-2 确定。 表6.3.4-1铸钢件内圆角半径mm 内阪Iftl半径RI lu l b 内夹角卢 2 165。 912 10 10 10 12 16 25 1516 10 10 12 11 20 30 1720 10 12 14 16 25 40 2127 10 J6 16 20 30 50 2835 10 12 16 25 40 60 3645 10 16 20 30 50 80 4660 12 20 25 35 60 100 6180 16 25 30 40 80 120 81-110 20 25 35 50 100 150 111150 20 30 10 60 100 150 注1 ，、Ib分别表示相邻两杆的壁厚。 表6.3.4-2铸钢件外圆角半径nml 外圆开j半径也 外阴角γ .165。 4二252 2 2 4 6 8 2660 2 4 4 6 10 16 61 150 4 4 6 8 16 25 t 1，表示厚。 6.3.5 铸钢件的重量超过20t时，可分段铸造后拼接，拼接部 位应有可靠连接。 6.3. 6 铸钢件焊接面与地面或柱顶的距离有条件时宜为800mrη 1000mm，不应小于200mmo 25 7 铸钢件加工 7.1一般规定 7.1.1 铸钢件在铸造前，应进行图纸的深化和确认工作。 7.1.2 铸钢件的钢液熔炼宜采用碱性电弧炉，并宜使用氧化还 原法使化学成分达到规定的要求。当采用感应炉设备时，应控制 原材料和熔炼工艺.确保化学成分达到规定要求。 7.1.3铸钢件的铸造应保证内部组织致密、均匀和形状尺寸符 合设计要求，并应控制挠注温度和速度。 7.1.4 铸钢件加工尺寸和表面精度应符合设计要求。不满足表 面精度要求时，宜采用打磨或机械加工的方法。当采用机械加工 时，铸制件的硬度宜为170HBS230HBS。 7.1.5 铸钢件的热处理方式宜为正火或调质。 7.1.6 铸钢件缺陷的焊接修补不应影响其力学性能。受弯构件 的抗拉侧和受拉构件不应采用焊接修补。其他铸钢件重大焊补前 应经设计单位同意，制定焊接修补方案，并应进行焊接修补工艺 评定。 7.2 铸造和热处理 7.2.1 铸钢件浇注前应对钢液化学成分进行炉前快速分析，合 格后方可浇注。 7.2.2铸钢件的重要加工丽、主要工作面和宽大平面应处于铸 型的底部;壁薄而大的平面应处于铸型的底部或垂直或倾斜布 置;应减少分型面数量，使型腔及主要型芯位于下型。 7.2.3 合型前应检查型腔和砂芯芯头的几何形状及尺寸，损坏 的应修补更换，修补的砂芯应重新检查和烘干。应清除型腔、挠 注系统和砂芯表面的浮砂与脏物，检查出气孔和砂芯排气通道， 26 保证其畅通。 7.2.4 铸钢件浇注温度应根据铸钢件形状、熔炼容量、钢包及 烘烤等确定。形状简单的铸钢件宜取较低的挠注温度，形状复杂 或壁厚较薄的铸钢件宜取较高的浇注温度。薄壁铸钢件宜采用快 速浇注1去;厚壁铸钢件宜采用慢一快一慢浇注法，并应保持一定 的充型压力。 7 2. 5