1 簡要說明和計算簡圖

1.1 鑄鋼件材質

        說明：本鑄鋼件材質采用牌號為G20Mn5QT(調質)的鑄鋼鋼種。

        其化學成分與力學性能應符合下表規定：

材質	化學成分%	殘余元素%
G20Mn5	C	Si	Mn	P	S	Ni
0.17~0.23	≤0.6	1.0~1.6	≤0.02	≤0.02	≤0.8

        經調質熱處理后，鑄鋼件的力學性能應達到下表要求：

鑄鋼鋼種	室溫下	沖擊功值
牌號	材料號	屈服強度Rpo.2(MPa)	抗拉強度Rm(MPa)	伸長率 A（％）	溫度(℃)	沖擊功 J≥
G20Mn5QT	1.6220	300	500～650	≥22	室溫 -40℃	60 27

        材料屈服準則為Von Mises準則。材料彈性模量E=2.06×10⁵N/mm2，切線模量取6100 N/mm2，泊松比μ=0.3，根據《鑄鋼節點應用技術規程》中規定，G20Mn5QT設計強度235MPa，屈服強度取300MPa，進入彈塑性階段后，采用各向同性隨動強化本構關系，材料應力—應變關系曲線如下圖：

                                                      材料G20Mn5QT的應力-應變曲線圖

1.2 鋼結構材質

        鋼結構采用考慮平臺和強化的四折線混合強化彈塑性模型。Q355屈服強度標準值為295MPa，彈性模量為206000 MPa，材料的應力應變曲線圖如下圖：

1.3 混凝土材質

         混凝土采用塑性損傷模型，這是一個基于塑性的連續介質損傷模型，它利用等向損傷彈性以及各向等拉和等壓塑性的概念來描述混凝土的非線性性能。C60級混凝土軸心抗壓強度標準值f_ck=36MPa，f_tk=0.1f_ck，初始彈性模量E=36000MPa，峰值應力時的壓力變為0.0014，拉應變為0.00014，應力應變關系曲線采用《混凝土結構設計規范》GB50010-2010建議曲線的簡化曲線如下圖：

                                                                       混凝土受壓

                                                                   混凝土受拉

2  ZL-32GZ-9分析結果

2.1鑄鋼節點基本資料

2.2網格劃分

        分析軟件采用大型通用有限元分析程序Abaqus程序。劃分實體采用單元C3D4:  四結點線性四面體單元。分析時采用的單位制為：N，mm。網格劃分采用的是ABAQUS的自由網格劃分技術，自由網格劃分技術會根據計算模型的實際外形自動地決定網格劃分的疏密。

2.3 工況驗算

2.3.1驗算

桿件內力

2.4分析結果

2.4.1工況組合最大驗算結果

                                                                          應力云圖（Mpa）

                                                                     位移云圖（mm）

        說明：由上圖可以看出，鑄鋼件等效強度和剛度較好，最大應力為174.5Mpa，最大位移為4.63mm，滿足設計要求。

2.4.2工況組合最小驗算結果

                                                                          應力云圖（Mpa）

                                                                           位移云圖（mm）

        說明：由上圖可以看出，鑄鋼件等效強度和剛度較好，最大應力為198.2Mpa，最大位移為5.7mm，滿足設計要求。

3  ZL-29GZ-4分析結果

3.1鑄鋼節點基本資料

3.2網格劃分

        分析軟件采用大型通用有限元分析程序Abaqus程序。劃分實體采用單元C3D4:  四結點線性四面體單元。分析時采用的單位制為：N，mm。網格劃分采用的是ABAQUS的自由網格劃分技術，自由網格劃分技術會根據計算模型的實際外形自動地決定網格劃分的疏密。

                                                                           網格劃分圖

3.3工況驗算

3.3.1驗算

        桿件內力

3.4分析結果

3.4.1工況組合最大驗算結果

                                                                                 應力云圖（Mpa）

                                                                                 位移云圖（mm）

        說明：由上圖可以看出，鑄鋼件等效強度和剛度較好，最大應力為216.1Mpa，最大位移為5.45mm，滿足設計要求。

3.4.2工況組合最小驗算結果

                                                                         應力云圖（Mpa）

                                                                            位移云圖（mm）

       說明：由上圖可以看出，鑄鋼件等效強度和剛度較好，最大應力為103.8Mpa，最大位移為3.25mm，滿足設計要求。

4.結論

         根據以上若干可能的控制工況的實體有限元計算結果分析，在給定的外荷載作用下，鑄鋼節點整體處于線彈性狀態,符合鋼結構設計規范的相應規定。綜上所述，根據《鑄鋼節點應用技術規程》中第4.2.5條，該鑄鋼節點的受力性能符合設計要求。

有限元模擬設備：

耗時：單個模型1.5小時。