建筑钢结构铸钢件

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1、建筑钢结构铸钢件1铸钢节点的特点•造型美观、可塑性强、设计自由度大�•形状复杂、多分肢�•体积和重量大�•刚度好•均质性差。2铸钢节点结构形式•树型铸钢节点�用于主管与多支管相贯。•铰接型铸钢节点�用于杆件端部和支座处。•混合型铸钢节点�上述两种组合。•球型铸钢节点�多管相贯于球。•异型铸钢节点等。树型节点铰节型节点混合型节点球型节点异型节点3铸钢节点设计•铸钢节点具有造型和受力复杂的特点。造型设计�要考虑铸钢件铸造时的钢水流动性、壁厚敏感性�防止出现铸造缺陷和粗大金属组织�受力分析�要明确传力路线、受

2、力状态和受力大小�采用ANSYS、MIDAS等有限元软件建立三维实体模型�施加受力荷载�进行铸钢节点受力分析�检查节点的变形和应力分布状况�找出受力薄弱地方和应力集中点�评估节点承载的安全性或对节点造型及壁厚设计加以改进和完善。必要时需进行铸钢件足尺力学性能试验并与理论计算分析对比�以证明节点设计满足承载要求。节点有限元分析与足尺实体试验4建筑钢结构用铸钢件材质•主要采用铸造低合金钢�常用标准有�中国GB7659牌号有ZG20SiMn等日本JISG5102牌号有SCW480等德国DIN17182牌号有G

3、S-20Mn5等由于DIN17182标准严格�C元素及S、P有害元素的允许含量比其他标准均低�从而使铸钢件有更好的塑性、韧性和焊接性能。4建筑钢结构用铸钢件材质•常用铸钢件材质�DIN17182铸钢牌号为GS-20Mn5N化学成分为�%��C0.17-0,23,Si≦0.60,Mn1.0-1.5,P≦0.02,S≦0.015,Cr≦0.30,Mo≦0.15Ni≦0.40参照DIN17182的GS-20Mn5N并且进一步降低C和P的含量为本工程铸钢材质�C0.15-0.18,Si≦0.55,Mn1.0-1

4、.3,P≦0.015,S≦0.015Cr≦0.30Mo≦0.15Ni≦0.404建筑钢结构用铸钢件材质为确保良好的焊接性能�焊接碳当量按国际焊接学会�IIW�推荐公式�Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)���计算确定应控制在Ceq≦0.42%GS-20Mn5N的力学性能为�屈服强度≧260-300MPa(按壁厚),抗拉强度500-650MPa,延伸率≧22%,V型缺口冲击功≧50J5铸钢件技术要求•化学成分及力学性能应符合标准规定•制造�钢的冶炼方法和铸造工艺由供方决定�铸件应

5、清理、精整和进行热处理�对需要补焊的铸件可按供方标准或按合同的规定进行�铸件的形状尺寸和重量应符合图样或会同的规定。•质量�表面质量�应清理干净�修整飞边、毛刺、粘沙和氧化皮�经喷丸处理后表面粗糙度Ra≦50微米�不允许有裂纹和超标的气孔、缩松、缩孔、夹砂及明显凹坑等缺陷�铸钢件应避免形状突变�应用平滑曲面连接过度。5铸钢件技术要求内在质量�铸件不允许有影响使用性能的裂纹、冷隔、缩松、夹渣等缺陷存在�超声波探伤按GB7233进行�铸钢件管�端�口150mm以内及耳板区域100�超声波检测�质量等级为Ⅱ级

6、�其余部位按外表面的10%或20%超声波检测�质量等级为Ⅲ级�外表面R部位及疑似缺陷部位可用磁粉探伤或着色探伤检测�并按GB9444或GB9443进行�质量等级为Ⅱ级或Ⅲ级。5铸钢件技术要求•尺寸偏差�外形尺寸应符合图样要求�尺寸偏差应符合GB6414标准中CT12级要求�机加工部位按GBT1800.4标准中IT12级执行。最重要的是保证各管�端�口空间位置的尺寸�即严格控制各管�端�口的偏移、扭转和变形。耳板上销轴孔的形位尺寸和同心度也应严格控制。5铸钢件技术要求•涂装处理�涂装前应进行喷丸处理�符合

7、GB8923的规定�除锈等级2.5级�表面涂装按GB11373的规定进行�采用富锌环氧底漆防腐�漆膜厚度符合图样或GB50205的规定�面漆的颜色及漆膜厚度应符合图样要求。6检验规则•检查和验收由制造厂质量检验部门进行�监理抽检�第三方复验。•组批�同一铸钢牌号�同一熔炼炉号�同炉热处理的铸件为一批。•取样�每熔炼炉号取一个化学分析试样。每批铸件取一个拉伸试样和三个冲击试样为一组试块�共需3-4组试块�一组检验、一组复验、一组供第三方抽验或一组备用�。试块应随炉单独铸出。6检验规则•评定和复验�化学分析

8、结果符合所属牌号铸钢化学成分的规定时为合格。力学性能检验结果符合所检牌号铸钢的力学性能规定时为合格。试验时�拉伸试样一个�试验值应合格�冲击试样三个�三个试样平均值应合格�其中一个试样的值不得低于规定值70%。允许对不合格的试验复验�拉伸复验�应从同批试块上取两个试样�每个试样的试验结果均应合格。冲击试验复验�应从同批试块上取三个试样�试验结果应符合规定�且包括初次检验在内共六个试样试验结果的平均值应符合规定。6检验规则•当力学性能检验或复