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JGJT395-2017 铸钢结构技术规程.pdf

2.2.4计算系数及其他

Ra 表面粗糙度； βf 折算应力的强度设计值增大系数； βmxβmy 弯矩作用平面内稳定计算的等效弯矩系数； βtxβty 弯矩作用平面外稳定计算的等效弯矩系数； Yx、Yy 截面塑性发展系数； 8 伸长率； ne、nt 受压、受拉铸钢空心球的加肋承载力提高 系数； 入x、入y 、y轴方向的轴心受压构件长细比； Px、Py 弯矩作用平面内、外的轴心受压构件稳定 系数； Pbx(Pby 均匀弯曲的受弯构件整体稳定性系数； 9 轴心受压构件的稳定系数 b 受弯构件整体稳定系数； d 收缩率。

GB/T 22598-2008 水处理化学品 铅含量测定方法应优化地选择合理的结构体系、构件类别、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

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 状态的要求

铸钢结构设计应满足承载能力极限状态和正常使用极限

3.0.5对直接承受不包括反复动力荷载的动力荷载和间

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、 材料的型号或钢号，以及铸钢力学性能、化学成分的附加 目外，尚应注明铸钢结构焊接质量要求

3.0.8构造复杂的铸钢件承载力应通过有限元分析确定 过试验验证

依据编制焊接工艺文件

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，选用合理的铸钢牌号、热处理工艺及材料性能保证 项目。

价等因素，选用合理的铸钢牌号、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， 锰、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：

4.1.2铸钢材料应具有屈服强度、抗拉强度、伸长率和

、硫、磷、微量合金元素等含量的合格保证，对焊接铸钢 有碳当量的合格保证；对直接承受动力荷载的铸钢件应具不 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

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

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 料标准中无此相应指标时，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、硫含量均不宜大 于0.03%。 3选用铸钢材料时，亦可按性能要求，提出降低硫、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

4.2.1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》GB50017 和《钢结构焊接规范》GB50661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 立根据焊接工艺评定结果确定

1手工焊接所用的焊条：应符合现行国家标准《非合金钢 及细晶粒钢焊条》GB/T5117或《热强钢焊条》GB/T5118的 规定，所选用的焊条型号应与主体金属力学性能相适应； 2自动焊或半自动焊用焊丝应符合现行国家标准《熔化焊 用钢丝》GB/T14957、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊 丝》GB/T8110、《碳钢药芯焊丝》GB/110045和《低合金钢药 芯焊丝》GB/T17493的规定： 3理弧焊用焊丝和焊剂应符合现行国家标准《理弧焊用碳 素钢焊丝和焊剂》GB/T5293和《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊 剂》GB/T12470的规定。 4.2.3铸钢结构连接用8.8级或者0.9级大六角高强度螺栓或扭 剪型高强度螺栓，其强度等级、规格、材质和性能要求应分别符 合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T1228、 《钢结构用高强度天六角螺母》GB/11229、《钢结构用高强度垫 圈》GB/T1230、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、 垫圈技术条件》GB/T1231和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连 接副》GB/T3632的规定。 4.2.4铸钢结构连接用C级普通螺栓4.6级与4.8级及A级或

4.2.4铸钢结构连接用C级普通螺栓4.6级与4.8级及

B级普通螺栓5.6级与8.8级，其性能和质量应符合现行国家标 准《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1的规定 C级螺栓与A级、B级螺栓的规格和尺寸应分别符合现行国家标 准《六角头螺栓C级》GB/T5780和《六角头螺栓》GB/T 5782的规定。

4.3.1非焊接结构铸钢的设计强度应符合现行国家标准《钢结 构设计规范》GB50017的有关规定。 4.3.2焊接结构用铸钢的强度设计值应符合表4.3.2的规定

4.3.2焊接结构用铸钢的强度设计值应符合表4.3.2的

表4.3.2焊接结构用铸钢的强度设计值（N/mm²

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 本规程附录A中的规定

表4.3.3铸钢管的强度设计值（N/mm

注：各牌号铸钢管的强度设计值按本表取值时，应保证其材质的力学性能指 合本规程附录A中的规定

4.3.4碳素结构钢与低合金高强度结构钢的强度设计值

与螺栓的强度设计值均应符合现行国家标准《钢结构设计规范》 GB50017的规定。 4.3.5铸钢的物理性能指标应符合表4.3.5的规定。

与螺栓的强度设计值均应符合现行国家标准《钢结构设 GB50017的规定。

表4.3.5铸钢的物理性能指标

5.1.1铸钢结构设计应符合现行国家标准《工程结构可靠性设 计统一标准》GB50153和《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068的规定；地震区的建（构）筑物，尚应符合现行国家 标准《建筑抗震设计规范》GB50011和《构筑物抗震设计规范》 GB50191的规定。

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机

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。

1.4铸钢件设计应包括下列P

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

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 并成老虐旅工宝装时的起重能力和运输要求

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

2 轴心受压构件的稳定性

a

Mx My ≤f .Wnx Y.W nV

VS

Mx M PbyxWx Y.W

式计算，各计算系数均应按现行国家标准《钢结构设计规范》 GB50017的规定采用。 1双向拉弯、压弯构件截面强度

N M M V Y.W nx YW

N'ex = 元²EA/(1. 28)2)

式中：x 弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数； Pmx 弯矩作用平面内稳定计算的等效弯矩系数； Wix 在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量 (mm3); N'Ex 参数； E 弹性模量（N/mm²）； 入x一整体构件对α轴的长细比。 3单向压弯构件平面外整体稳定性

N f3

式中：py 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

N βmxM BtyM PxA N Wx A,W N'Ex N βxM. βmyM PyA PxW NE N'Ey =元EA/1. 28入

式中：βmy 弯矩作用平面内稳定计算的等效弯矩系数； βtxβty 弯矩作用平面外稳定计算的等效弯矩系数； (PbxPby 均匀弯曲的受弯构件整体稳定性系数： N'Ey 参数； 入 整体构件对轴的长细比

5.2.4非规则截面构件，在设计荷载作用下，构件的局

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

分应加密且单元的最天边长不应大天于该处的最薄壁厚； 2构件有限元模型的边界条件、荷载条件与初始儿何缺陷 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·来塞斯屈服准则； 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。

.1铸钢结构可采用焊接连接、螺栓连接和销轴连接等连 式（图5.3.1)

形式（图5.3.1）。

铸钢件；2一焊接坡口；3一钢管；4一螺栓连接： 5一索（杆）：6一连接槽：7一连接穿心板：8一销孔

图 5. 3. 1 连接基本形式

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

.2铸钢采用焊接连接时，可采用环形对接焊缝连接。当 寸接焊缝承受轴心拉力和轴心压力时，其强度应按下列公 章：

式中：N一轴心拉力或轴心压力（N)

N Iwtmin N lwtmin

w 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； f对接焊缝的抗拉强度设计值（N/mm²）； fw一对接焊缝的抗压强度设计值（N/mm²）。 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

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。

235和Q345钢材的性能指标时，圆管汇交的铸钢相贯管书 承载力，可按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50012 定验算。

5.4.3当铸钢空心球节点的铸钢材料伸长率和强屈比满

强度等级对应的Q235或Q345钢材的性能指标时，与铸 球相连的铸钢管轴力设计值不应大于铸钢空心球的承载才 值

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 式计管

4.4铸钢空心球的受压、受拉承载力设计值可分别按下死 计算：

V。= 0. 35n元(1+号)(d+r)tj N=V3 3n(d+r)tf

式中：N一 受压铸钢空心球的受压承载力设计值（N）： 受压铸钢空心球的加肋承载力提高系数，无加肋 时，ne取1.0；有加肋时，n取1.4；

d 与铸钢空心球相连的受压钢管外径（mm）； D 铸钢空心球的外径（mm）； 外侧倒圆角半径（mm）； t 铸钢空心球的壁厚（mm）； f 铸钢抗压、抗拉强度设计值（N/mm²） N 受拉铸钢空心球的受拉承载力设计值（N）； 受拉铸钢空心球的加肋承载力提高系数，无加肋 时，m取1.0；有加肋时，n取1.1。 除本规程5.4.2条、5.4.3条和5.4.4条规定外的铸钢 在荷载设计值作用下，节点应力应采用有限元法按弹性计 店入下机

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：

式中： zs 折算应力（N/mm）： β 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，β三1.2；当计算 点各主应力全部为拉应力时，β=1.0，且最 大主应力应满足o,≤1.1f；其他情况时，βr 1.1； 1、23一计算点处第一、第二、第三主应力（N/mm²）。 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

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，βr=1.2；当计算 点各主应力全部为拉应力时，β=1.0，且最 大主应力应满足o,≤1.1f；其他情况时，β= 1.1:

01、203一计算点处第一、第二、第三主应力（N/mm²）。 6除本规程第5.4.2条、第5.4.3条和第5.4.4条规定 钢节点，当破坏承载力不小于荷载设计值的2倍：或弹塑 元分析所得的极限承载力不小于荷载设计值的2倍时，铸 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

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 勾件连接处、铸钢节点内外表面拐角处等易于产生应力集中的部

位，实体单元的最大边长不应大于该处最薄壁厚，其余部位的单 元尺寸可适当增大，但单元尺寸变化宜平缓

5.2铸钢节点的有限元分析中，径厚比不小于10的部位 月板壳单元。

5.5.3铸钢节点的有限元分析中，应根据节点约束形式确定与

束力的平衡条件应与设计内力一致

采用具有一定强化刚度的二折线模型。复杂应力状态下的强度准 则宜采用冯米塞斯屈服准则。

5.5.7铸钢节点的极限承载力可根据弹塑性有限元分机

5.5.8铸钢节点的有限元分析宜

5.6.1属于下列情况之一时，铸钢件应进行承载力试验： 1 设计或建设方认为对结构安全至关重要的铸钢件： 2 抗震设防时，对结构安全有重要影响的铸钢件； 3节点受力性能复杂或连接方式复杂的铸钢件。

5.6.2检验性试验或破坏性试验可根据需求确定。检验性试验

5.6.5试验加载装置应确保试件具有与实际情况相似白

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。

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

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。

8试验应辅以有限元分析和

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。

6.1.1铸钢件及焊接材料应符合现行国家标准《钢结构

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。

6.2.1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》GB50661、《气 焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口》GB/T 985.1和《埋弧焊的推荐坡口》GB/T985.2的规定

6.2.3销轴连接节点的销轴孔及螺栓连接节点的螺栓孔宜采用 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。

处理且孔内穿构件时DB41T 669-2018 耐火材料单位产品能源消耗限额，开孔宜增加5mm；孔径不小于100

d）单V形坡口（无钝边）

图6.2.1 铸钢件的焊接连接形式

1一铸钢件；2一焊接坡口

1铸钢件；2一焊接坡口；

销轴和螺栓开孔，孔不经过机械加工处理且孔内穿构件时 宜增加5mm~10mm。 5设计节点时应预留焊接空间、螺栓安装空间、销轴安

GB/T 3859.1-2013 半导体变流器 通用要求和电网换相变流器 第1-1部分：基本要求规范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 空间和张拉设备操作空间等施工操作空间

6.2.5设计节点时应预留焊接空间、螺栓安装空间、销轴

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