建筑结构铸钢节点设计
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铸钢节点在工厂整体浇筑，与相贯节点相比，可以避免相贯线切 割和隐蔽焊缝及焊缝交叉重叠引起的应力集中，大大减少焊接量。
铸钢管厚度可根据实际受力需要设计出不同的壁厚，承载力高， 抵抗变形能力大。
在建筑领域中铸钢节点中化学成分要求比其他领域内铸钢件中的 化学成分要求高，对C、P、S的含量严格限制，因此材质有具有 较好的塑性、韧性和可焊性。
铸钢节点的发展前景
然而、目前我国对铸钢节点的研究还比较缺乏，没有一套成熟的 设计方法、产品标准和相关规范。还没有相关文献从结构设计方 面系统研究铸钢节点。且在实际荷载作用下铸钢节点的应力状况 十分复杂，因此对形状复杂的大型铸钢节点大多通过试验(主要是 模型试验)研究来取得必要的设计参数。直接制约了其推广应用， 因此对大型或形状复杂的铸钢节点有必要进行一系列的设计、制 作和试验研究分析。为了适应铸钢节点的快速发展，我国正在编 制铸钢节点规范，届时铸钢节点的设计、铸造、施工将有据可依， 同时会进一步推动铸钢节点的发展
铸钢材料及标准
铸钢材料按照钢的化学成份分为可分为碳素铸钢，低合金铸钢和 高合金铸钢。建筑结构一般主要采用碳素铸钢，低合金铸钢，只 有少量在高温，腐蚀环境严重才采用特殊性能的高合金铸钢。
由于铸造碳钢的淬透性与力学性能较差以及对大截面构件无法通 过热处理进行强化，因此铸造材料主要采用低合金钢，其主要的 合金元素为锰（Mn）、硅（Si）、铬（Cr）等，这些元素不仅提 高了材料的强度，而且大大改善了铸钢的塑性、韧性及可焊性。 目前广泛应用于工程界的铸钢件标准有很多，主要有国际标准 ISO3755、中国标准《一般工程用铸造碳钢件》（GB11352－89） 和德国标准的《高焊接性能和韧性的通用铸钢件》（DIN17182－ 1992）以及日本的《溶接构造用铸钢品》（JIS G 5102）和美国的 ASTM A216等。
引言
随着建筑业的飞速发展，为了满足建筑造型及功能要求，新型结 构体系不断出现，特别是近几年来，随着空间结构的不断发展， 结构跨度愈来愈大，使结构中构件与构件之间的连接变的越来越 复杂，连接各构件的节点构造也日趋复杂，使得传统的焊接球节 点、相贯节点已不能满足现代钢结构的发展需要；
铸钢节点作为我国新兴的节点形式，具有结构多样化、外形美观 等特点以及良好的受力性能和适应性以其特有的合理性和实用性 而越来越受到工程界的青睐。不仅解决了焊接球节点由于结构跨 度的增大使球径过大的困难，而且可解决钢管相贯节点由于进行 相贯线的切割导致施工不便的问题。铸钢节点正逐渐应用于大跨 度空间钢结构，大型钢结构建筑、桥梁等工程中。铸钢节点在国 外，特别是在德国、日本等发达国家，铸钢件节点已得到非常广 泛的应用。国内铸钢节点在实际工程中应用逐渐也越来越多。如 哈尔滨国际会展中心、郑州国际会展中心、上海新国际博览中心、 合肥体育场、广州歌剧院等工程中关键部位均采用铸钢节点。
铸钢空心球管节点实体模型
Baidu Nhomakorabea
铸钢相贯节点
铸钢相贯节点是根据节点外形将多根杆件的汇 交处在厂内浇铸而成，内腔可以是空心，也可 以是半空心半实心。空心铸钢相贯节点与钢管 相贯节点有很多相似之处但两者有根本区别。 钢管相贯节点是主管直通，支管加工成相贯面 后，直接与主管焊接。而铸钢相贯节点可根据 各汇交杆件的空间位置铸造成各种形式，不受 主管直通的限制。与铸钢球管节点一样，在主 管与次管的相交处圆滑过度，即设置倒角，见 下图
目前铸钢件设计中主要采用德国标准，牌号通常为 GS－20Mn5， 这种材料的 C、S、P含量限制较严格 。 C： 0.17～0.23％ S ： 《 0.015 ％ P《 0.02％，保证其可焊性，材料的延伸率》22％， 有良好的塑性。
铸钢节点类型及特点
可根据实际建筑、结构需要设计出复杂的结构外观和内部构造的 节点形式，造型美观，可塑性强。可根据实际的受力状况设计出 合理的截面形状，进一步改善节点的应力分布状况。
铸钢节点按节点形式分类
铸钢节点根据节点的形式可以分为铸钢 空心球管节点、铸钢相贯节点、铸钢支 座节点三类。
铸钢空心球管节点
铸钢空心球管节点与以前普遍采用的焊 接空心球节点有很多相似之处。铸钢空 心球管节点是将球与钢管根部整体浇注 在一起，在管与球相交处圆滑过度，即 设置倒角，焊缝位置位于铸钢管上，下 图为重庆奥林匹克体育场铸钢球管节点 图。
半实心半空心铸钢节点
半实心半空心铸钢节点是在实心节点的基础上 在某些部位设置减重孔的铸钢节点。为了避免 应力集中现象，减重孔的内壁均为光滑的曲面 （平面与平面相交处均应圆滑过度，即设倒 角），减重孔的位置应避免在各杆件的交汇处， 节点在杆件的交汇处是实心的，该节点的承载 力和重量均介于实心铸钢件和空心铸钢件之间， 此种铸钢件在建筑结构中应用最广。下图为郑 州国际会议展览中心的铸钢支座节点图
铸钢节点适应性较强，不受节点位置限制。既可以用于支座节点， 又可以用于中部节点
铸钢件中铸造组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气 孔等缺陷，因此，铸件的力学性能，低于同种材料的锻件。
铸件质量不够稳定。
铸钢节点类型
实心铸钢节点 实心铸钢节点虽然承载力比较大，但由
于其在铸造时需要大量钢水，不仅浪费 材料，而且使其造价大大提高；此外， 实心的铸钢节点由于其本身的自重很大， 对结构整体承载力非常不利，故在实际 工程中很少采用。
半实心半空心铸钢节点实体模型
空心铸钢节点
空心铸钢节点是在实心铸钢节点的基础 上，将所有的杆件内部掏空制作成的铸 钢节点。下图为郑州国际会议展览中心 的空心铸钢节点。该节点的承载力虽然 较低，但可大大减少节点重量、降低造 价，在满足节点强度和铸造工艺的前提 下应该优先采用
空心铸钢节点实体模型
重庆奥林匹克体育场铸钢空心球管节点
与此同时，随着国内铸造工艺的提高，铸造成本的下降，以及国 内大型会展中心、体育场、飞机场等公共建筑的大量修建，大型 空间结构发展迅猛。铸钢节点将更广泛受到工程界的关注。铸钢 节点以其可设计为大尺寸，承载能力高，可以铸造成任意形状， 适应多方向的传力，预留连接端口与工地杆件连接，工地施焊方 便，因此可以很好地满足结构受力、构造、施工的需要。可以预 见的是，铸钢节点将成为建筑业尤其是大型空间结构关键部位节 点的主要形式之一。
铸钢管厚度可根据实际受力需要设计出不同的壁厚，承载力高， 抵抗变形能力大。
在建筑领域中铸钢节点中化学成分要求比其他领域内铸钢件中的 化学成分要求高，对C、P、S的含量严格限制，因此材质有具有 较好的塑性、韧性和可焊性。
铸钢节点的发展前景
然而、目前我国对铸钢节点的研究还比较缺乏，没有一套成熟的 设计方法、产品标准和相关规范。还没有相关文献从结构设计方 面系统研究铸钢节点。且在实际荷载作用下铸钢节点的应力状况 十分复杂，因此对形状复杂的大型铸钢节点大多通过试验(主要是 模型试验)研究来取得必要的设计参数。直接制约了其推广应用， 因此对大型或形状复杂的铸钢节点有必要进行一系列的设计、制 作和试验研究分析。为了适应铸钢节点的快速发展，我国正在编 制铸钢节点规范，届时铸钢节点的设计、铸造、施工将有据可依， 同时会进一步推动铸钢节点的发展
铸钢材料及标准
铸钢材料按照钢的化学成份分为可分为碳素铸钢，低合金铸钢和 高合金铸钢。建筑结构一般主要采用碳素铸钢，低合金铸钢，只 有少量在高温，腐蚀环境严重才采用特殊性能的高合金铸钢。
由于铸造碳钢的淬透性与力学性能较差以及对大截面构件无法通 过热处理进行强化，因此铸造材料主要采用低合金钢，其主要的 合金元素为锰（Mn）、硅（Si）、铬（Cr）等，这些元素不仅提 高了材料的强度，而且大大改善了铸钢的塑性、韧性及可焊性。 目前广泛应用于工程界的铸钢件标准有很多，主要有国际标准 ISO3755、中国标准《一般工程用铸造碳钢件》（GB11352－89） 和德国标准的《高焊接性能和韧性的通用铸钢件》（DIN17182－ 1992）以及日本的《溶接构造用铸钢品》（JIS G 5102）和美国的 ASTM A216等。
引言
随着建筑业的飞速发展，为了满足建筑造型及功能要求，新型结 构体系不断出现，特别是近几年来，随着空间结构的不断发展， 结构跨度愈来愈大，使结构中构件与构件之间的连接变的越来越 复杂，连接各构件的节点构造也日趋复杂，使得传统的焊接球节 点、相贯节点已不能满足现代钢结构的发展需要；
铸钢节点作为我国新兴的节点形式，具有结构多样化、外形美观 等特点以及良好的受力性能和适应性以其特有的合理性和实用性 而越来越受到工程界的青睐。不仅解决了焊接球节点由于结构跨 度的增大使球径过大的困难，而且可解决钢管相贯节点由于进行 相贯线的切割导致施工不便的问题。铸钢节点正逐渐应用于大跨 度空间钢结构，大型钢结构建筑、桥梁等工程中。铸钢节点在国 外，特别是在德国、日本等发达国家，铸钢件节点已得到非常广 泛的应用。国内铸钢节点在实际工程中应用逐渐也越来越多。如 哈尔滨国际会展中心、郑州国际会展中心、上海新国际博览中心、 合肥体育场、广州歌剧院等工程中关键部位均采用铸钢节点。
铸钢空心球管节点实体模型
Baidu Nhomakorabea
铸钢相贯节点
铸钢相贯节点是根据节点外形将多根杆件的汇 交处在厂内浇铸而成，内腔可以是空心，也可 以是半空心半实心。空心铸钢相贯节点与钢管 相贯节点有很多相似之处但两者有根本区别。 钢管相贯节点是主管直通，支管加工成相贯面 后，直接与主管焊接。而铸钢相贯节点可根据 各汇交杆件的空间位置铸造成各种形式，不受 主管直通的限制。与铸钢球管节点一样，在主 管与次管的相交处圆滑过度，即设置倒角，见 下图
目前铸钢件设计中主要采用德国标准，牌号通常为 GS－20Mn5， 这种材料的 C、S、P含量限制较严格 。 C： 0.17～0.23％ S ： 《 0.015 ％ P《 0.02％，保证其可焊性，材料的延伸率》22％， 有良好的塑性。
铸钢节点类型及特点
可根据实际建筑、结构需要设计出复杂的结构外观和内部构造的 节点形式，造型美观，可塑性强。可根据实际的受力状况设计出 合理的截面形状，进一步改善节点的应力分布状况。
铸钢节点按节点形式分类
铸钢节点根据节点的形式可以分为铸钢 空心球管节点、铸钢相贯节点、铸钢支 座节点三类。
铸钢空心球管节点
铸钢空心球管节点与以前普遍采用的焊 接空心球节点有很多相似之处。铸钢空 心球管节点是将球与钢管根部整体浇注 在一起，在管与球相交处圆滑过度，即 设置倒角，焊缝位置位于铸钢管上，下 图为重庆奥林匹克体育场铸钢球管节点 图。
半实心半空心铸钢节点
半实心半空心铸钢节点是在实心节点的基础上 在某些部位设置减重孔的铸钢节点。为了避免 应力集中现象，减重孔的内壁均为光滑的曲面 （平面与平面相交处均应圆滑过度，即设倒 角），减重孔的位置应避免在各杆件的交汇处， 节点在杆件的交汇处是实心的，该节点的承载 力和重量均介于实心铸钢件和空心铸钢件之间， 此种铸钢件在建筑结构中应用最广。下图为郑 州国际会议展览中心的铸钢支座节点图
铸钢节点适应性较强，不受节点位置限制。既可以用于支座节点， 又可以用于中部节点
铸钢件中铸造组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气 孔等缺陷，因此，铸件的力学性能，低于同种材料的锻件。
铸件质量不够稳定。
铸钢节点类型
实心铸钢节点 实心铸钢节点虽然承载力比较大，但由
于其在铸造时需要大量钢水，不仅浪费 材料，而且使其造价大大提高；此外， 实心的铸钢节点由于其本身的自重很大， 对结构整体承载力非常不利，故在实际 工程中很少采用。
半实心半空心铸钢节点实体模型
空心铸钢节点
空心铸钢节点是在实心铸钢节点的基础 上，将所有的杆件内部掏空制作成的铸 钢节点。下图为郑州国际会议展览中心 的空心铸钢节点。该节点的承载力虽然 较低，但可大大减少节点重量、降低造 价，在满足节点强度和铸造工艺的前提 下应该优先采用
空心铸钢节点实体模型
重庆奥林匹克体育场铸钢空心球管节点
与此同时，随着国内铸造工艺的提高，铸造成本的下降，以及国 内大型会展中心、体育场、飞机场等公共建筑的大量修建，大型 空间结构发展迅猛。铸钢节点将更广泛受到工程界的关注。铸钢 节点以其可设计为大尺寸，承载能力高，可以铸造成任意形状， 适应多方向的传力，预留连接端口与工地杆件连接，工地施焊方 便，因此可以很好地满足结构受力、构造、施工的需要。可以预 见的是，铸钢节点将成为建筑业尤其是大型空间结构关键部位节 点的主要形式之一。