体育馆钢结构连接铸钢节点(G20Mn5)

一、铸钢节点的特点：

1.造型美观、可塑性强、设计自由度大；

2.形状复杂、多分支；

3.体积和重量大；

4.均质性差。

二、铸钢节点结构形式

1.树型铸钢节点：用于主管与多支管相贯。

2.铰接型铸钢节点：用于杆件端部和支座处。

3.混合型铸钢节点：上述两种铸钢节点组合。

4.球型铸钢节点：多管相贯于球。

5.异形铸钢节点等。

异形铸钢件

三、铸钢节点设计

铸钢节点具有造型和受力复杂的特点。

1.造型设计：要考虑铸钢件铸造时的钢水流动性、壁厚敏感性，防止出现造型缺陷和粗大金属组织；2.受力分析：要明确传力路线、受力状态和受力大小；采用ANSYS、MIDAS等有限元软件建立三维实体模型，施加受力载荷，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。

铸钢节点

四、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：中国GB7659，牌号有ZG20SiMn等；日本JIS G5102 牌号有SCW480等；德国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。

常用铸钢件材质DIN17182铸钢件牌号为GS-20Mn5N,化学成分（%）：C0.17-0.23,Si≤0.60，Mn1.0-1.5,，P≤0.02,S≤0.015，Cr≤0.30，Mo≤0.15，Ni≤0.40

参照DIN17182的GS20Mn5N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，Mn1.0-1.3,，P≤0.0015,S≤0.015，Cr≤0.30，Mo≤0.15，Ni≤0.40

为确保良好的焊接性能，焊接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≥50J

铸钢件

五、铸钢件技术要求

1.化学成分及力学性能应符合标准规定

2.制造：钢的冶炼方法和铸造工艺由供方决定，铸件清理、精整和进行热处理，对需要焊补的铸件可按供方标准和按合同的规定进行；铸件的形状尺寸和重量应符合图样或会同的规定。

3.质量：

表面质量：应清理干净，修整飞边、毛刺、粘砂和氧化皮，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。

内部质量：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，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及或III级。

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GBT1800.4标准IT12级执行。

***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。

耳板上销轴孔的形状尺寸和同心度也应严格控制。

涂装处理：涂装前应进行喷丸处理，符合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。

六、检验规则

1.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。

2.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。

3.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。

4.评定和复验：化学分析结果符合所属牌号铸钢化学成分的规定时为合格。

力学性能检测结果符合所检牌号铸钢的力学性能规定为合格。试验时：拉伸试样一个，试验值应合格；冲击式样三个，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的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。

当力学性能检验和复验不合格时，允许对该批铸件和试块重新热处理，然后重新检验，单重新热处理不得超过两次。

铸钢节点

七.铸钢件的焊补

1.铸钢件可焊接修补，焊补工艺由供方确定，焊补前需进行焊