鋼結(jié)構(gòu)鑄鋼件具有那些方面的用途和類型

目前 ，為 了適應(yīng)鑄鋼節(jié)點(diǎn)的快速發(fā)展 ，我國準(zhǔn)備編制鑄鋼節(jié)點(diǎn)規(guī) 范 ，因此對鑄鋼節(jié)點(diǎn) 的研究 勢在 必行。本文從鑄鋼節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn) 、設(shè)計 、質(zhì)量控制 、焊接等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究 ，提出了鑄鋼節(jié)點(diǎn)的設(shè)計準(zhǔn)則 ，不僅為該 種節(jié) 點(diǎn)在工 程 中的推廣 應(yīng)用提供 指導(dǎo) ，而且為今后規(guī)范的編制提供 參考。

1、鑄鋼節(jié)點(diǎn) 的特點(diǎn)以及類型

1．1 鑄鋼 節(jié)點(diǎn) 的常用結(jié)構(gòu)形式

鑄鋼節(jié)點(diǎn)的常用結(jié)構(gòu)形式有樹型鑄鋼節(jié)點(diǎn) 、鉸接鑄鋼節(jié)點(diǎn)及混合型鑄鋼節(jié)點(diǎn)等。樹型鑄鋼節(jié)點(diǎn) ，用來取代 主管 與多根支管相貫 的節(jié)點(diǎn) ，用對接焊縫取代相貫焊縫 ，焊縫分散 ，減少了焊接應(yīng)力集 中。鉸接鑄鋼節(jié)點(diǎn)，常用 于桿件端部連接處(如支座 處等)，可簡化節(jié)點(diǎn) 、造型美觀 。混合型鑄鋼節(jié)點(diǎn) ，具有樹型鑄鋼節(jié)點(diǎn)和鉸接鑄鋼節(jié)點(diǎn)的共同特點(diǎn) 。在 南京奧林 匹克體育 中心項 目中還設(shè)計 了鑄 鋼球節(jié)點(diǎn) 。

1 ．2 鑄鋼 節(jié)點(diǎn) 的特點(diǎn)

鑄鋼節(jié)點(diǎn)與普 通管相貫節(jié)點(diǎn) 、管板節(jié)點(diǎn)相 比，具有 以下特點(diǎn) ：

1)可根據(jù) 實際需要設(shè)計結(jié)構(gòu)形式 ，可塑性 強(qiáng)、造型 美觀 。

2 )鑄鋼節(jié)點(diǎn)一般為 實心 ，僅在接 口處局部挖 空 ，即使全 為空心 ，也比鋼 管或鋼板厚 。因此承載力 高、抗變形能力強(qiáng) 。

3)鑄鋼節(jié)點(diǎn)常以對接焊縫取代管管相貫焊縫 、取消管板組合焊縫 ，可分散焊縫 ，減少焊接量 ，減小焊接應(yīng)力集中。

4 )勻質(zhì)性相對較差

2、鋼結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點(diǎn)在國內(nèi)廣泛推廣需要解決的幾個問題

在 國內(nèi)，由于結(jié)構(gòu)用鑄鋼件應(yīng)用于大型 民用建 筑鋼 結(jié)構(gòu) 中的重要 節(jié)點(diǎn) 剛剛起步 ，鑄鋼節(jié)點(diǎn)廣泛推廣應(yīng)用迫切需要解決的主要 問題如 下 ：

2 ．1 鑄鋼件標(biāo)準(zhǔn)

國內(nèi)現(xiàn) 行鑄鋼標(biāo)準(zhǔn)《焊 接結(jié)構(gòu)用碳素鋼鑄件))(G B 7659- 87 )是20世紀(jì)80年代編的，材料的S 、P 含量控制較寬松(≤0104％)，對材料 的碳當(dāng)量沒有限制 ，材料的沖擊值較低 。實際上 ，目前我國鋼材的冶煉 技術(shù) 已達(dá)到國際 水平 ，該標(biāo)準(zhǔn)對于鑄鋼件 的尺寸公差 、鑄件的表面質(zhì)量也要求較低 。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的鑄件遠(yuǎn)不能滿足祖國大江南北 大跨 度焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼件 的需要 。因此，國內(nèi)迫 切需要一 套適 用于大跨 度管桁架焊 接結(jié) 構(gòu)用鑄鋼件的標(biāo)準(zhǔn) 。目前大跨度管桁架焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼件 主要是引用國外標(biāo) 準(zhǔn)。

2 ．2 鑄鋼件生產(chǎn)

由于 我國現(xiàn)行鑄鋼標(biāo)準(zhǔn)要求不高 ，許多鑄造廠生產(chǎn)設(shè)備簡 陋，難 以滿足大跨度焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼 件交付技術(shù)條件要求 。在蘇州體育場 、上海新 國際博覽中心 、深圳游泳跳水館等工程 的鑄鋼件生產(chǎn) 中，均 出現(xiàn)過因鑄鋼件質(zhì)量 問題 而返爐重新澆鑄 的現(xiàn)象 ，成本大大增加。另外 ，現(xiàn)有鑄造廠冶煉爐的容積較小(普遍為5t)，不能滿足單件重量較大鑄件的需要。為了**質(zhì)量 、降低成本 、提高生產(chǎn) 能力 ，滿足工程 需要 ，鑄造大跨度焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼件的生產(chǎn)廠應(yīng)進(jìn)行技術(shù)改造 ，包括從制模、冶煉 、熱處理直至檢驗的全過程改造 。

2 ．3 鑄鋼件無損檢測

超聲 探傷 是檢 驗鋼 材 內(nèi)部質(zhì) 量** 方便、經(jīng)濟(jì)、有效的檢測手段 。在鋼結(jié)構(gòu)行業(yè) ，超聲探傷是**常用 的一 種檢測方法 。現(xiàn)行國標(biāo)《鑄 鋼件超 聲探傷 及質(zhì)量 評級方 法》(G B 7233- 87)僅適用于厚度大于等于30m m的鑄鋼件。事實上 ，大跨度焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼件厚度是變 化的，在焊接接 口處常常較薄 ，厚度小于30r a m 也很常見 ，該部位是十分重

要的，按 國標(biāo)則無法檢測 。

2 ．4 鑄鋼件焊接及焊縫無損檢測

現(xiàn)行 的有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)焊接 的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 中，包括發(fā)布執(zhí)行的《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程))(JG J81- 2002)，均沒有針對鑄鋼件焊 接的有關(guān)規(guī)定 。在參照 執(zhí)行 標(biāo)準(zhǔn)時有爭議。例如：現(xiàn)行的鋼材焊接工藝評定標(biāo) 準(zhǔn)均要求進(jìn)行 冷彎 試驗 ，但所有鑄鋼標(biāo)準(zhǔn)對鑄鋼件 并無冷彎性能要求。那么 ，進(jìn)行鑄鋼件焊接工藝評定時是否應(yīng)進(jìn)行冷彎試驗?zāi)?另外 ，目前鑄鋼件焊接主要采用手工電弧焊 ，其他焊接方法應(yīng)用于鑄鋼件還有待于進(jìn)一步 實踐。由于鑄鋼件 組織不均勻、晶粒粗大 、透聲性差 、衰減嚴(yán) 重，焊縫超 聲探傷的評審困

難 ，焊縫檢測現(xiàn)也無相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)可循 。

3 、鑄鋼節(jié)點(diǎn)質(zhì)量控制

雖然鑄鋼節(jié) 點(diǎn)在 國內(nèi)廣泛推廣還需解決許多 問題 ，但設(shè)計師們正不斷采用該結(jié)構(gòu)形式 。通過實踐 ，施工 單位 應(yīng)從設(shè)計 、鑄造、焊接、檢驗等幾個方面嚴(yán)格控制鑄鋼節(jié)點(diǎn)質(zhì)量 。

3 ．1 節(jié)點(diǎn)的細(xì)部設(shè)計

鑄鋼節(jié)點(diǎn)的細(xì)部設(shè)計在滿足承載能力的同時，應(yīng)考慮滿足鑄造、制作及焊接工藝要 求 。

1 )鑄鋼件 細(xì)部設(shè) 計應(yīng)避免 尖角或直角 ，且有 利于氣體排出。

2 )鑄鋼件焊接應(yīng) 采用對接焊縫 ，盡量避免T 形接頭 ，以降低焊接應(yīng)力。

3)明確鑄鋼件 的化學(xué)成分、機(jī)械性 能、熱處理制度、精度要求 、檢驗方法和合格等級等 。

3 ．2鑄鋼多節(jié)點(diǎn)焊接及焊接檢驗