大型鑄鋼件鋼結構設計制作

鑄鋼節點在現代大跨鋼管結構中表現出造型 美觀、可塑性強、受力安全合理等優點，正在逐漸被 工程設計人員應用于工程實際之中。但是，與工程 應用相比，對鑄鋼節點的力學性能和承載力研究還 較少。文獻］進行了廣州國際會展中心張弦梁端 部大型鑄鋼節點足尺試驗,結合有限元分析認為，節 點在設計荷載作用下是安全的。在實際工程設計 中，大型鑄鋼節點的承載安全性需通過足尺試驗和 有限元分析來判斷。由于目前鑄鋼件的制作質量還 有待提高,某些技術指標有時難以滿足，甚至空心鑄 鋼球和鑄管的壁厚與設計值相比有時相差甚遠，在 上海新國際博覽中心、蘇州體育場、深圳游泳跳水館 工程就出現過因鑄鋼件質量問題而返爐重新澆鑄的 現象⑵。從我國近幾年鑄鋼節點在大型結構體系中 應用來看，目前國內還沒有一套成熟的鑄鋼節點設 計方法和產品標準。本文從鑄鋼節點的特點、類型 與應用、有限元及試驗研究概況、設計、質量控制和 焊接等方面進行系統的分析，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、類型及工程應用

  鑄鋼節點相對鋼結構建筑中的其他節點，有其 獨特的性能，其主要特點為：

  1） 鑄鋼節點在廠內整體澆鑄，相對焊接球節點 與鋼管相貫節點，可免去相貫線切割及重疊焊縫焊 接引起的應力集中「3】。

  2） 在局部高應力區釆用圓形倒角和過渡圓滑的 截面，使節點的應力分布更為合理。

  3） 管壁比普通鋼管或鋼板厚，因此鑄鋼節點剛 度大、承載力高、抗變形能力強。

  4） 建筑結構用鑄鋼的化學成分要求嚴格限制 C、S、P的含量，使得鑄鋼材料具有良好的延性和可 焊性「旳。

  5） 鑄鋼節點具有良好的適應性，節點設計自由 度大，可根據建筑需要生產出具有復雜外形和內腔 的節點；可按受力狀況釆用合理的截面形狀，從而 改善節點的應力分布⑶。