钢结构工程中铸钢节点的作用与释义

目前 ，为 了适应铸钢节点的快速发展 ，我国准备编制铸钢节点规 范 ，因此对铸钢节点 的研究 势在 必行。本文从铸钢节点的特点 、设计 、质量控制 、焊接等方面进行系统研究 ，提出了铸钢节点的设计准则 ，不仅为该 种节 点在工 程 中的推广 应用提供 指导 ，而且为今后规范的编制提供 参考。

1、铸钢节点 的特点以及类型

1．1 铸钢 节点 的常用结构形式

铸钢节点的常用结构形式有树型铸钢节点 、铰接铸钢节点及混合型铸钢节点等。树型铸钢节点 ，用来取代 主管 与多根支管相贯 的节点 ，用对接焊缝取代相贯焊缝 ，焊缝分散 ，减少了焊接应力集 中。铰接铸钢节点，常用 于杆件端部连接处(如支座 处等)，可简化节点 、造型美观 。混合型铸钢节点 ，具有树型铸钢节点和铰接铸钢节点的共同特点 。在 南京奥林 匹克体育 中心项 目中还设计 了铸 钢球节点 。

1 ．2 铸钢 节点 的特点

铸钢节点与普 通管相贯节点 、管板节点相 比，具有 以下特点 ：

1)可根据 实际需要设计结构形式 ，可塑性 强、造型 美观 。

2 )铸钢节点一般为 实心 ，仅在接 口处局部挖 空 ，即使全 为空心 ，也比钢 管或钢板厚 。因此承载力 高、抗变形能力强 。

3)铸钢节点常以对接焊缝取代管管相贯焊缝 、取消管板组合焊缝 ，可分散焊缝 ，减少焊接量 ，减小焊接应力集中。

4 )匀质性相对较差

2、钢结构用铸钢节点在国内广泛推广需要解决的几个问题

在 国内，由于结构用铸钢件应用于大型 民用建 筑钢 结构 中的重要 节点 刚刚起步 ，铸钢节点广泛推广应用迫切需要解决的主要 问题如 下 ：

2 ．1 铸钢件标准

国内现 行铸钢标准《焊 接结构用碳素钢铸件))(G B 7659- 87 )是20世纪80年代编的，材料的S 、P 含量控制较宽松(≤0104％)，对材料 的碳当量没有限制 ，材料的冲击值较低 。实际上 ，目前我国钢材的冶炼 技术 已达到国际 水平 ，该标准对于铸钢件 的尺寸公差 、铸件的表面质量也要求较低 。根据该标准生产的铸件远不能满足祖国大江南北 大跨 度焊接结构用铸钢件 的需要 。因此，国内迫 切需要一 套适 用于大跨 度管桁架焊 接结 构用铸钢件的标准 。目前大跨度管桁架焊接结构用铸钢件 主要是引用国外标 准。

2 ．2 铸钢件生产

由于 我国现行铸钢标准要求不高 ，许多铸造厂生产设备简 陋，难 以满足大跨度焊接结构用铸钢 件交付技术条件要求 。在苏州体育场 、上海新 国际博览中心 、深圳游泳跳水馆等工程 的铸钢件生产 中，均 出现过因铸钢件质量 问题 而返炉重新浇铸 的现象 ，成本大大增加。另外 ，现有铸造厂冶炼炉的容积较小(普遍为5t)，不能满足单件重量较大铸件的需要。为了**质量 、降低成本 、提高生产 能力 ，满足工程 需要 ，铸造大跨度焊接结构用铸钢件的生产厂应进行技术改造 ，包括从制模、冶炼 、热处理直至检验的全过程改造 。

2 ．3 铸钢件无损检测

超声 探伤 是检 验钢 材 内部质 量** 方便、经济、有效的检测手段 。在钢结构行业 ，超声探伤是**常用 的一 种检测方法 。现行国标《铸 钢件超 声探伤 及质量 评级方 法》(G B 7233- 87)仅适用于厚度大于等于30m m的铸钢件。事实上 ，大跨度焊接结构用铸钢件厚度是变 化的，在焊接接 口处常常较薄 ，厚度小于30r a m 也很常见 ，该部位是十分重

要的，按 国标则无法检测 。

2 ．4 铸钢件焊接及焊缝无损检测

现行 的有关钢结构焊接 的国家及行业标准 中，包括发布执行的《建筑钢结构焊接技术规程))(JG J81- 2002)，均没有针对铸钢件焊 接的有关规定 。在参照 执行 标准时有争议。例如：现行的钢材焊接工艺评定标 准均要求进行 冷弯 试验 ，但所有铸钢标准对铸钢件 并无冷弯性能要求。那么 ，进行铸钢件焊接工艺评定时是否应进行冷弯试验呢-另外 ，目前铸钢件焊接主要采用手工电弧焊 ，其他焊接方法应用于铸钢件还有待于进一步 实践。由于铸钢件 组织不均匀、晶粒粗大 、透声性差 、衰减严 重，焊缝超 声探伤的评审困

难 ，焊缝检测现也无相应标准可循 。

3 、铸钢节点质量控制

虽然铸钢节 点在 国内广泛推广还需解决许多 问题 ，但设计师们正不断采用该结构形式 。通过实践 ，施工 单位 应从设计 、铸造、焊接、检验等几个方面严格控制铸钢节点质量 。

3 ．1 节点的细部设计

铸钢节点的细部设计在满足承载能力的同时，应考虑满足铸造、制作及焊接工艺要 求 。

1 )铸钢件 细部设 计应避免 尖角或直角 ，且有 利于气体排出。

2 )铸钢件焊接应 采用对接焊缝 ，尽量避免T 形接头 ，以降低焊接应力。

3)明确铸钢件 的化学成分、机械性 能、热处理制度、精度要求 、检验方法和合格等级等 。