整体浇铸的钢结构铸钢节点
日期:2021-10-21 16:02
随着铸造技术的不断发展，大跨度空间钢结构的广泛应用，各种铸钢连节点不断应用到结构中，并且成为一种主流趋势。最初的节点的连接方式如焊接球节点、钢管相贯节点已经逐渐被代替。在德国、日本等国家已经普遍采用铸钢节点。国内首次使用铸钢节点的工程是1999年深圳文化中心黄金树钢结构工程。铸钢节点用于杆件交汇数量多、交角小、制作复杂或承载力大、受力要求高的节点，尤其是采用焊接等连接方式难以实现或容易造成过大焊接残余应力而又不便消除的情况，可以避免较大的焊接残余应力集中。
铸钢节点与传统的焊接节点相比有如下特点：1、铸钢节点造型美观、适用性强，可以铸成空间任意形状，使任何形状的建筑造型都可以实现；2、铸钢节点采用整体浇铸，内部不存在焊接残余应力，减轻了应力集中；3、焊接结构铸钢节点的化学成分要求要严格控制C、S、P的含量，因此具有更好的可焊接性能；4、由于铸钢节点在工厂制作完成，大大减少了高空作业的工作量，使建筑成本降低，整体工程质量提高，并且大大降低了高空作业对施工人员带来的危害。
铸钢:
铸钢是在凝固过程中不经历共晶转变的用于生产铸件的铁基合金的总称。铸造合金的一种。铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类。
矩形铸钢节点分类：
1.铸造碳钢。以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。含碳小于0.2%的为铸造低碳钢，含碳0.2%～0.5%的为铸造中碳钢，含碳大于0.5%的为铸造高碳钢。随着含碳量的增加，铸造碳钢的强度增大，硬度提高。铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性，成本较低，在重型机械中用于制造承受大负荷的零件，如轧钢机机架、水压机底座等；在铁路车辆上用于制造受力大又承受冲击的零件如摇枕、侧架、车轮和车钩等。
2.铸造低合金钢。含有锰 、铬、铜等合金元素的铸钢。合金元素总量一般小于5%，具有较大的冲击韧性，并能通过热处理获得更好的机械性能。铸造低合金钢比碳钢具有较优的使用性能，能减小零件质量，提高使用寿命。
3.铸造特种钢。为适应特殊需要而炼制的合金铸钢，品种繁多，通常含有一种或多种的高量合金元素，以获得某种特殊性能。例如 ，含锰11%～14%的高锰钢能耐冲击磨损，多用于矿山机械、工程机械的耐磨零件；以铬或铬镍为主要合金元素的各种不锈钢，用于在有腐蚀或650℃以上高温条件下工作的零件，如化工用阀体、泵、容器或大容量电站的汽轮机壳体等。
树杈型铸钢节点铸钢（cast steel） 用以浇注铸件的钢。铸造合金的一种。铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类。 1.铸造碳钢。以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。含碳小于0.2％的为铸造低碳钢，含碳0.2％～0.5％的为铸造中碳钢，含碳大于0.5％的为铸造高碳钢。随着含碳量的增加，铸造碳钢的强度增大，硬度提高。铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性，成本较低，在重型机械中用于制造承受大负荷的零件，如轧钢机机架、水压机底座等；在铁路车辆上用于制造受力大又承受冲击的零件如摇枕、侧架、车轮和车钩等。 2.铸造低合金钢。含有锰 、铬、铜等合金元素的铸钢。合金元素总量一般小于5％，具有较大的冲击韧性，并能通过热处理获得更好的机械性能。铸造低合金钢比碳钢具有较优的使用性能，能减小零件质量，提高使用寿命。 3.铸造特种钢。为适应特殊需要而炼制的合金铸钢，品种繁多，通常含有一种或多种的高量合金元素，以获得某种特殊性能。例如 ，含锰11％～14％的高锰钢能耐冲击磨损，多用于矿山机械、工程机械的耐磨零件；以铬或铬镍为主要合金元素的各种不锈钢，用于在有腐蚀或650℃以上高温条件下工作的零件，如化工用阀体、泵、容器或大容量电站的汽轮机壳体等。
一、钢铸件的优点：
1、更大的设计灵活性
这种设计有与对铸件形状和大小有最大的选择自由度，尤其是复杂的形状和空心部分，而且钢铸件可以由核心铸件的独特工艺制造。易成型和易改变形状并可以快速根据图纸制作出成品可以提供快速响应并缩短交货时间。
2、冶金制造最强的灵活性和可变性
你可以选择不同的化学成分和组织结构来满足不同项目的需求。不同的热处理工艺可以选择力学性能而且可在大范围内使用该属性并提高可焊性和可使用性。
3、提高整体结构强度
由于项目可靠性高，再加上减重设计和较短的交货时间，可在价格和经济方面提高竞争优势。
4、大范围的重量变化
小型钢铸件有可能仅有10克，而大型钢铸件可达数吨，几十甚至数百吨。
铸钢减振支座二、与锻钢部件相比：
钢铸件的力学性能在各个方向相差不大，比锻钢零件占优。设计师在进行一些高科技产品的设计时必须在三个方向上考虑材料的性能，这样的就突出了铸件的优势。不考虑重量、体积和一次所制量，钢铸件很容易做出复杂的形状和非应力集中部件。
三、与焊接结构相比：
在形状和大小方面，焊接结构的灵活性比锻钢零件强，但与钢铸件相比，有仍然以下缺点：
1)在焊接过程中容易变形。
2)很难形成流线型结构。
3)焊接过程中内部应力高。
4)焊缝影响部件的外观和可靠性。
四、与铁铸造和其他合金铸件相比
钢铸件可用于各种各样的工作条件，且力学性能优于其他合金铸件。
当我们需要高拉伸强度或动态载荷部件、重要的压力容器铸件和在低或高温下承担重负荷的核心部件时，原则上，我们应该优先使用钢铸件。
然而，钢铸件的吸振性、耐磨性和机动性不如铁铸件，而且，成本也比铁铸件高。
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