興起的鋼結構節點形式 鑄鋼節點

目前 ，為 了適應鑄鋼節點的快速發展 ，我國準備編制鑄鋼節點規 范 ，因此對鑄鋼節點 的研究 勢在 必行。本文從鑄鋼節點的特點 、設計 、質量控制 、焊接等方面進行系統研究 ，提出了鑄鋼節點的設計準則 ，不僅為該 種節 點在工 程 中的推廣 應用提供 指導 ，而且為今后規范的編制提供 參考。

1、鑄鋼節點 的特點以及類型

1．1 鑄鋼 節點 的常用結構形式

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

1 ．2 鑄鋼 節點 的特點

鑄鋼節點與普 通管相貫節點 、管板節點相 比，具有 以下特點 ：

1)可根據 實際需要設計結構形式 ，可塑性 強、造型 美觀 。

2 )鑄鋼節點一般為 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 。

3)鑄鋼節點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 ，減小焊接應力集中。

4 )勻質性相對較差

2、鋼結構用鑄鋼節點在國內廣泛推廣需要解決的幾個問題

在 國內，由于結構用鑄鋼件應用于大型 民用建 筑鋼 結構 中的重要 節點 剛剛起步 ，鑄鋼節點廣泛推廣應用迫切需要解決的主要 問題如 下 ：

2 ．1 鑄鋼件標準

國內現 行鑄鋼標準《焊 接結構用碳素鋼鑄件))(G B 7659- 87 )是20世紀80年代編的，材料的S 、P 含量控制較寬松(≤0104％)，對材料 的碳當量沒有限制 ，材料的沖擊值較低 。實際上 ，目前我國鋼材的冶煉 技術 已達到國際先進 水平 ，該標準對于鑄鋼件 的尺寸公差 、鑄件的表面質量也要求較低 。根據該標準生產的鑄件遠不能滿足祖國大江南北 大跨 度焊接結構用鑄鋼件 的需要 。因此，國內迫 切需要一 套適 用于大跨 度管桁架焊 接結 構用鑄鋼件的標準 。目前大跨度管桁架焊接結構用鑄鋼件 主要是引用國外標 準。

2 ．2 鑄鋼件生產

由于 我國現行鑄鋼標準要求不高 ，許多鑄造廠生產設備簡 陋，難 以滿足大跨度焊接結構用鑄鋼 件交付技術條件要求 。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 中，均 出現過因鑄鋼件質量 問題 而返爐重新澆鑄 的現象 ，成本大大增加。另外 ，現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。為了保證質量 、降低成本 、提高生產 能力 ，滿足工程 需要 ，鑄造大跨度焊接結構用鑄鋼件的生產廠應進行技術改造 ，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 內部質 量最 方便、經濟、有效的檢測手段 。在鋼結構行業 ，超聲探傷是最常用 的一 種檢測方法 。現行國標《鑄 鋼件超 聲探傷 及質量 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 ，大跨度焊接結構用鑄鋼件厚度是變 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 國標則無法檢測 。

2 ．4 鑄鋼件焊接及焊縫無損檢測

現行 的有關鋼結構焊接 的國家及行業標準 中，包括發布執行的《建筑鋼結構焊接技術規程))(JG J81- 2002)，均沒有針對鑄鋼件焊 接的有關規定 。在參照 執行 標準時有爭議。例如：現行的鋼材焊接工藝評定標 準均要求進行 冷彎 試驗 ，但所有鑄鋼標準對鑄鋼件 并無冷彎性能要求。那么 ，進行鑄鋼件焊接工藝評定時是否應進行冷彎試驗呢-另外 ，目前鑄鋼件焊接主要采用手工電弧焊 ，其他焊接方法應用于鑄鋼件還有待于進一步 實踐。由于鑄鋼件 組織不均勻、晶粒粗大 、透聲性差 、衰減嚴 重，焊縫超 聲探傷的評審困

難 ，焊縫檢測現也無相應標準可循 。

3 、鑄鋼節點質量控制

雖然鑄鋼節 點在 國內廣泛推廣還需解決許多 問題 ，但設計師們正不斷采用該結構形式 。通過實踐 ，施工 單位 應從設計 、鑄造、焊接、檢驗等幾個方面嚴格控制鑄鋼節點質量 。

3 ．1 節點的細部設計

鑄鋼節點的細部設計在滿足承載能力的同時，應考慮滿足鑄造、制作及焊接工藝要 求 。

1 )鑄鋼件 細部設 計應避免 尖角或直角 ，且有 利于氣體排出。

2 )鑄鋼件焊接應 采用對接焊縫 ，盡量避免T 形接頭 ，以降低焊接應力。

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

3 ．2鑄鋼多節點焊接及焊接檢驗