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吳橋盈豐鋼結構鑄鋼件制造有限公司
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鑄鋼節點是什么 如何定制鋼結構鑄鋼節點

時間:2023-4-28閱讀:304
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鑄鋼節點是鋼結構節點處整體鑄造的建筑鑄鋼件

鑄鋼節點定義,鑄鋼節點是在建筑結構中,將鋼結構構件、部件或板件連接成整體的鑄鋼件,多桿件連接的節點以及建筑上有特殊外形要求時可采用鑄鋼節點



隨著建筑業的飛速發展,為了滿足建筑造型及功能要求,新型建筑體系不斷出現,結構跨度愈來愈大,這將使連接各構件的節點構造日趨復雜,傳統的節點形式已不能滿足現代結構發展的要求。 鑄鋼節點作為我國新興的節點形式以其*的優點在鋼結構應用中顯示出合理性與適應性,不僅解決了焊接球節點由于結構跨度的增大使球徑過大的困難,而且可解決鋼管相貫節點由于進行相貫線的切割導 致施工不便的問題。隨著鑄造工藝的提高, 鑄鋼節點在鋼結構中將得到日趨廣泛的應用。然而我國對這方面的研究很少,還沒有 相關文獻從結構設計方面系統研究鑄鋼節點。


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。


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、釵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。釵接鑄鋼節 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釵接鑄鋼節點的共同 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MGB7659-87)是20世紀80年代編 的,材料的S、P含量控制較寬松(M0104%), 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方便、經濟、有效的檢測手段。在鋼結構行業, 超聲探傷是的一種檢測方法。現行國標《鑄鋼件超聲探傷及質量評級方法》 (GB7233-87)僅適用于厚度大于等于30mm 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30mm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?(JGJ81-2002),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釆用手工電弧焊,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

3.21焊接工藝評定

鑄鋼節點焊前首先要進行焊接工藝評 定。可參照《建筑鋼結構焊接技術規程》 (JGJ81-2002)或《鋼制壓力容器焊接工藝評 定?(JB4708-2000)進行。彎曲試驗是否可免 做,應征得設計或監理方的同意。

3.22焊接方案及實施

焊接工藝評定合格后,應根據評定結 果及結構形式編制詳細的焊接方案,以指 導施工。焊工正式焊接鑄鋼件前,應進行焊 前模擬考試,并接受安全教育及技術培訓。

鑄鋼節點焊接除應做好焊材烘烤、坡 口清理、逐層清渣等常規焊前準備、焊接過 程質量控制工作之外,還應重點考慮以下 幾個方面。

1)預熱及層間溫度。由于鑄鋼節點大 部分較厚,工藝要求進行預熱,但鑄鋼件形 狀不規則,厚度也不均勻,給預熱帶來很大 難度。為了避免焊縫產生冷裂紋,必須采取 有效的預熱措施,確保達到預熱溫度且溫 度均勻。焊接應連續進行,以保證層間溫度 不低于預熱溫度。

2)焊縫返修。在施工過程中,由于大多 數鑄鋼件焊縫為全位置單面對接焊縫,焊 接難度大,岀現焊縫返修是正常的。但鑄鋼 件剛性大,返修會使局部應力增加,返修還 可能降低調質態鑄鋼的強度,因此應采取 切實有效措施降低返修率,避免二次返修。

4、綜上所述

鋼結構技術得到突飛猛進的發展,大跨度管桁架結構應用前景更加廣闊,大跨度焊接結構用鑄鋼節點愈來愈受到人們的重視。雖然在應用中存在這樣那樣的問題,但我們相信,隨著對鑄鋼節點研究的深入,這些問題必然會逐步得到解決,大跨度焊接 結構用鑄鋼件的理論及應用技術將日益完善


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