【其他行业标准】 铸钢节点应用技术规程(附条文说明)

CECS235：2008
中国工程建设协会标准
铸钢节点应用技术规程
Technical specification for application ofconnections of structural steel casting中国计划出版社
中国工程建设协会标准
铸钢节点应用技术规程
Technical specification for application ofconnections of structural steel castingCECS 235 :2008
主编单位：同
济大学
中国钢结构协会专家委员会
批准单位：中国工程建设标准化协会施行日期:2 0
08年7月1日
中国计划出版社
2008北京
中国工程建设协会标准
铸钢节点应用技术规程
CECS2352008
同济大学
清华大学主编
中国钢结构协会专家委员会
中国计划出版社出版
（地址：北京市西城区木地北里甲11国发大厦（座4层）（邮政编码：106938电话：6390643363906381）新华书清北京发行所发行
陈坊市海涛印剧有限公司印刷
850人1168毫米1322.625邱张
2008年6月第一版2008年6月第一次印别印数18109册
统—5号：1580177·064
定价：23.00元
中国工程建设标准化协会公告
第18号
关于发布《铸钢节点应用技术规程》的公告根据中国工程建设标准化协会2004建标协字第05号文《关于印发中国工程建设标准化协会2004年第一批标准制、修订项巨计划的通知》的要求，由同济大学、清华大学、巾国钢结构协会专家委员会等单位编制的《铸钢节点应用技术规程》，经冶金分会组织审查，现批准发布，编号为CECS235：2008，自2008年7月1日起施行。
中国工程建设标准化协会
二〇〇八年四月十五日
根据中国工程建设标准化协会（2004）建标协字第05号义《关于印发中国工程建设标准化协会2004年第--批标准制、修订项目计划的通知》的要求，制定本规程建筑工程中运用的铸钢节点·由于其避免了多杆焊接时的较大残余应力、节点设计自由度大、外形美观，已在我国越来越多的丁程中采用。为了规范铸钢节点的设计，制作、检验等技术要求，以促进其进一步发展，本规程在总结国内外材料、设计、制作、管理等经验和科研成果的基础上，对建筑用铸钢节点的材料和设计指标、设计、构造、加工、焊接、检验与验收等作出了规定。根据国家计委计标198611649号文关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知的要求·推荐给工程建设设计、施工和使用单位来用。本规程由中国T.程建设标准化协会冶金分会CECS/TC37归口管理·由同济大学土木工程学院（上海市四平路1239号，邮编：200092)负责解释。在使用中如发现需要修改和补充之处：请将意见和资料径寄解释单位。
主编单位：同济大学
清华大学
中国钢结构协会专家委员会
参编单位：北京市建筑设计研究院京机电院高技术股份有限公司
江苏永益铸管股份有限公司
浙江东南网架集团
浙江精工钢构集团
上海建筑科学研究院监理部
天津大学
北京交通大学
上海宝冶建设有限公司
上海冠达尔钢结构有限公司
深圳建升和钢结构建筑安装公司中国建筑标准设计研究院
江西铜业集团机械铸造有限公司浙江杭萧钢构股份有限公司
主要起草人：沈祖炎柴昶郭彦林（以下按姓氏笔画为序）
甘明刘洪亮
刘晓光
陈志华
贺明玄
曹富荣
陈国栋
程书华
周观根
徐国彬
鲍广锰
杨蔚彪
诸福华
赵宪忠
黄汝清
中国工程建设标准化协会
2008年4月15日
2术讲、符号
2.1术语
2.2符号
3材料及设计指标
3.1铸钢节点的材料及其选用
3.2设计指标
4设计规定
般规定
“点承载力
节点有限元分析原则
节点试验
构造规定
加工要求
般规定
打磨、气割及机械加工
缺陷修补
焊接要求
般规定
7.2煤接T艺
7.3焊缝缺陷的返修
7.1铸钢节点的焊补
检查与验收
（23)
验收规则
s.2铸钢节点外部质量
8.3铸钢节点理化性能
铸钢节点无摄检验
8.5标志和储运
附录A铸钢材料性能
A.1焊接结构用铸钢
A.2非焊接结构用铸钢
本规程用词说明
附：条文说明
（30）
（31)
（32）
（34)
（37)
1总则
1.0.1为在建筑用铸钢节点的设计和制作中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量·制定本规程。
1.0.2本规程适用十T业与民用建筑和一般构筑物的铸钢节点的设计与制作。
1.0.3本规程的设计原则是根据现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068制定的。铸钢节点用于地震区的建筑物和构筑物时·尚应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定。
1.0.4在设计文件中，除应注明铸钢节点的铸钢牌号、铸钢所要求的力学性能、化学成分和其他的附加保证项目外，尚应注明铸钢节点的有关焊接和表面质的要求。1.0.5本规程未考虑直接承受反复动力荷载作用并需要疲劳计算的铸钢节点的特殊要求。
1.0.6铸钢节点的设计和制作，除应符合本规程外尚应符合国家现行有关标准的规定。对于超过本规程适用范的铸节点：应作专项审查。
2术语、符号
2.1术语
2.1.1铸节点connectionofstructuralsteelcasting在建筑结构中，将钢结构构件、部件或板件连接成整体的铸钢件。
2.1.2铸钢相贯管节点tubularcast-steel joint将与钢管构件相连的汇交管件直接浇注在一起而形成的铸钢节点。
2.1.3铸钢空心球节点spherical cast·stecljoint将与钢管构件相连的空心球及其附连管件整体浇注而成的铸钢节点。
2.1.4铸钢板式节点gusset-platecast-steeljoint将与钢结构构件相连的板件直接浇注在一起而形成的铸钢点。
2.1.5铸钢组合节点combinedcast-steeljoint将多种连接方式融合在一起以连接钢结构构件、部件或板件的铸钢节点。
2.1.6铸造成力castingstress
铸钢节点在凝固和冷却过程中由受阻收缩、热作用和相变等因素引起的内应力。
2.1.7圆角fillet
铸钢节点相交障两侧的圆角·分为内圆角和外圆角。2.1.8型腔moldcavity
铸型中的空腔部分·浇注后形成铸钢节点和浇冒口系统的金属体。
2.1.9型芯core
为获得铸钢节点的内孔或局部外形，用芯砂或其他材料制成的、安放在型腔内部的铸型组元。2.1.10焊补repairwelding
技术条件允许时，用焊接修补有缺陷铸钢节点的方法。2.2符
2.2.1计算指标：
N。一一受压铸钢空心球的受压承载力设计值；N,一受拉铸钢空心球的受拉承载力设计值：厂一铸钢材料的抗拉、抗压和抗弯强度设计值；、一一铸钢材料的抗剪强度设计值：f一一铸钢材料的端面承压强度设计值：α一一计算点处的折算应力；
01、、一计算点处的第一、第二、第三主应力。2.2.2几何参数：
d—与铸钢空心球相连的受压钢管外径；D铸钢空心球的外径：
外侧倒角半径；
t—铸钢空心球的壁厚。
2.2.3计算系数及其他：
-受压铸钢空心球的加助承载力提高系数：n—受拉铸钢空心球的加助承载力提高系数；——折算应力的强度设计值增大系数：Ra表面粗糙度。
2.2.4材料性能：
冲击吸收功（V形缺口标准试样）；ku-—冲击韧度（U形缺口试样）；0.或6.2一-届服强度或规定残余伸长率为0.2%时的应力；3
\抗拉强度；
3、；断后伸长率，足标5表示试样标距为5倍断面直径的短试样；
断面收缩率；
E铸材料的弹性模量；
G.--铸钢材料的剪变模革
α-\线膨胀系数；
β：-铸钢材料的质量密度。
3材料及设计指标
3.1铸钢节点的材料及其选用
3.1.1铸钢节点的选材应遵循技术可靠、经济合理的原则，综合考结构的重要性、荷载特性、节点形式、应力状态、铸件厚度、工作环境和铸造工艺等多种因素，选用适当的铸钢牌号与热处理工艺。
3.1.2焊接结构用铸钢节点的铸件材料应采用符合现行国家标准《焊接结构用碳素钢铸件》GB/T7659规定的ZG230-450H、ZG275-485H铸钢（附录A，1,1)或本规程附录A.1.2中规定的G17Mn5QT、G20Mn5N、G20Mn5QT铸钢。当有依据时.也可选用其他牌号的铸钢。
3.1.3非焊接用铸钢节点的铸件材料可选用符合现行国家标准《一般.T.程用铸造碳钢件》GB/T11352的ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640等牌号铸钢，并符合附录A.2的要求。3.1.4焊接结构用铸钢节点与构件母材焊接时，在碳当量与构件母材基本相同的条件下，可按与构件母材相同技术要求选用相应的焊条、焊丝与焊剂，必要时应进行焊接工艺评定认可。3.1.5铸钢节点的侍件材料应具有屈服强度.抗拉强度、伸长率、断面收缩率、冲击功（考虑环境温度）和碳、硅、锰、硫、磷、合金元素等含量的合格保证，对焊接铸钢还应有碳当量的合格保证。3.1.6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属服强度、伸长率、冲击功等的降低。3.1.7各类可焊铸钢节点铸件的材料与材性要求可参照表3.1.7选用。非焊接铸钢节点的材料与材性要求亦可参照表3.1.7选用，但可不要求碳当量作为保证条件。5.
荷载特征
承受静
力荷载或
表3.1.7可焊铸钢件材性选用要求节点类型与
受力状态
单管节点、
单、双间受力
间接动力
多管节点、
工作环境
商于-20℃
低于或等于
-20℃
满于-20℃
低于或等于
三向受力复
杂受力状态
承受直
接动力荷
载或7~9
度设防的
地需作用
单管节点、
单、双向受力
多管节点、
三向受力等复
杂受力状态
-20℃
商于一20℃
低于或等于
-20℃
高于20℃
低于或等于
-20℃
要求性能项目
屈服强度、抗拉强
度、伸长率、断面收
缝率、碳当量、常温
冲击功Akv≥27J
同第1项
但0冲击功
Axv≥27J
同第1项
同第2项
同第2项
同第1项
但—20℃冲击功
Akv≥27J
同第2项
同第6项·但9度地
震设防时一40℃冲
击功Akv≥27J
适用铸锅牌号
ZG230-450H
ZG275-485H
G20Mn5N
ZG275-485H
G20Mn5N
G20Mn5N
同第2、3项
ZG275—485H
G17Mn5QT
G20Mn5N
G17Mn5QT
G20Mn5
G20Mn5QT
注：1
铸件材料的力学性能原则上应与构件母材相匹配，但其屈服强度，伸长率在满足计算强度安全的条件下，允许有一定的调整。当设计要求一20℃或一40℃冲击功或碳当量值等保证，面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，3表中直接动力荷载不包括需要计算疲劳的动力荷载。4选用ZG牌号铸钢时，宜要求其含碳量不大于0.22%，磷，硫含量均不大于于0.03%。
3.1.8在设计文件中应提出所选用的铸钢牌号与标准名称，并按使用要求提出力学性能项目与碳当量要求，以及热处理工艺要求（正火或调质）。所有要求项目的性能指标均应作为供货条件予以6
保证。铸钢材料因故需代用时，必须经设计核查认可。3.2设计指标
3.2.1可焊铸钢的强度设计值，可根据不同牌号按表3.2.1采用。www.bzxz.net
可焊铸钢的强度设计值(N/mm)
表3.2.11
抗拉、抗压和抗弯
铸钢件牌号
ZG230-450H
ZG275-485H
G17Mn5QT
G20Mn5N
G20Mn5QT
端面承压（创平顶紧）
各牌号铸钢的强度设计值按本表值时·必须保证其材质的力学性能指标注：1
符合附录A中相应的规定。
2表中抗拉（压）、抗剪和端面承乐等强度设计值均为与附录A中各牌号铸销所规定厚度的相应届服强疫的对应值，铸件壁厚很厚时，经供货）方提出，可考志强度设计值内壁厚过大的折减、兵体取值可按双方商定的铸件交货屈服强度计算确定。
3.2.2非焊接铸钢的强度设计值与焊接材料的强度设计值均按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定采用。3.2.3铸钢件的物理性能指标可按以下取值：弹性模量E=206×10（N/mm2）：剪变模量G=79×10（N/mm2）线膨账系数α=12×10-°/℃：质量密度p=7850kg/m。4设计规定
4.1般规定
4.1.1多杆连接的节点以及建筑上有特殊外形要求时可采用铸钢节点。
4.1.2铸钢节点的设计应包括下列内容：1几何造型设计。儿何造型应满足建筑美观、铸造工艺条件、连接构造和施工安装的要求，并应符合节点部位的传力特点。
2工艺设计和分析。根据几何造型设计进行工艺过程数值模拟，确定最小壁厚和圆角半径等尺寸，并制定工艺流程和检查项H。
3力学性能分析和节点校核计算。4.1.3必要时可对铸钢节点的设计结果进行试验验证。4.2节点承载力
4.2.1铸钢节点承载力应接承载能力极限状态计算。承载能力极限状态包括铸钢节点的强度破坏、局部稳定酸坏和因过度变形不适于继续承载。
4.2.2圆管汇交的铸钢相贯管节点的承载力，当铸钢材料伸长率和强屈比满足与铸钢强度等级对应的Q235和Q345钢材的性能指标时，可按现行国家标准钢结构设计规范》GB50017中第10.3.3条的规定验算，
4.2.3当铸钢空心球节点的铸钢材料伸长率和强屈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所受的轴力设计值应不大于铸钢空心球的承载力8.
设计值。
铸空心球的受压、受拉承载力设计值可分别按下列公式计算：
1受压承载力：
N.=0.35m元1+
(d+r)tf
式中N。一受压铸钢空心球的受压承载力设计值；d与铸钢空心球相连的受压钢管外径；r—外侧倒角半径；
D一铸钢空心球的外径；
t一一铸钢空心球的壁厚；
一铸钢抗压强度设计值：
(4.2.3-1)
7一-受压铸钢空心球的加肋承载力提高系数，无加肋时=1.0；有加肋时㎡=1.4。
2受拉承载力：
式中N受拉铸钢空心球的受拉承载力设计值：一铸钢抗拉强度设计值；
(4.2.3-2)
7—受拉铸钢空心球的加肋承载力提高系数，无加肋时，7=1.0；有加肋时，7=1.1。4.2.4除4.2.2条和4.2.3条规定以外的钢节点，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，其强度应按下列规定计算：
OPf/YRE
(4.2.4-1)
(）2+(2）2+()2(4.2.4-2)
式中折算应力按式（4.2.4-2)计算；、、一计算点处的第-、第二、第三主应力；.9.
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·三1.2；当计算点各主应力全部为拉应力时，3=1.0，且最大主应力应满足α≤1.1f其他情况时+B=1.1：
YRE一一有地震作用组合时的节点承载力抗震调整系数，取0.9。
4.2.5对于除4.2.2条和4.2.3条规定以外的铸钢节点，如铸钢节点试验的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3倍时，铸钢节点的强度计算可不按照4.2.4条的规定执行。4.2.6铸钢节点与其他构件连接时，焊缝连接或螺栓连接的承载力应大于或等于相连构件的承载力。4.3节点有限元分析原则
4.3.1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。4.3.2铸钢节点的有限元分析巾，径厚比不小于10的部位可采用板壳单元。
4.3.3铸钢节点的有限元分析中，应根据节点的具体约束形式确定与实际情况相似的边界条件。4.3.4铸钢节点的有限元分析中，作用在节点上的外荷载和约束力的平衡条件应与设计内力一致。4.3.5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丁况时，可分别按每一种荷载工况组合进行计算。4.3.6进行弹塑性有限元分析时，铸钢节点材料的应力一应变曲线宜采用具有一定强化刚度的二折线模型。复杂应力状态下的强度准则应采用vonMises属服条件。10
4.3.7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一位移全过程曲线确定。
4.3.8铸钢节点的有限元分析宜进行不同单元类型、不同单元尺寸的分析模型的对比计算，以保证计算精度。4.3.9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。4.4节点试验
4.4.1铸钢节点属于下列情况之一时，宜进行节点试验：1设计或建设方认为对结构安全至关重要的节点；28度、9度抗震设防时，对结构安全有重要影响的节点：3在使用过程中将发展较大程度塑性的节点；4铸钢节点与其他构件采用复杂连接方式的节点。4.4.2铸钢节点试验可根据需要做检验性试验或破坏性试验。检验性试验中，同一类型的试件不宜少于2件。4.4.3用作试件的铸钢节点应采用与实际铸钢节点相同的加工制作参数，并在试验前按实际铸钢节点的检验要求进行检验。
4.4.4铸钢节点试验应采用足尺试件。当试验设备无法满足时，可采用缩尺试件，缩尺比例不宜小于1/2。4.4.5试验加载装置应确保铸钢节点其有与实际情况相似的约束条件和荷载作用。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。
4.4.6铸钢试件应具有一定的外伸尺寸，以消除支座、加载等装置的约束对试验部位应力分布的影响。4.4.7铸钢节点的应力分布和裂纹发展可采用电阻应变片测试或于涉仪云纹法测试。测点布置时应对应力数值较大及应力集中部位作重点监控。
4.4.8铸钢节点试验必须辅以有限元分析和对比。.11.
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。