铸钢节点报价

重型实心铸钢节点的制作与应用

某广场项目1号塔楼使用实心铸钢节点作为加强层中的核心节点，规格、尺寸之大为国内之。结合工程实际情况，分析实心铸钢节点的外形设计与材质选择，梳理铸造工艺流程和注意要点，提出了质量保 证措施和现场安装的注意事项，为今后实心铸钢节点的制作与应用提供理论依据。

在建筑结构形式越来越复杂的今天，连接节点 形式对于力学性能的要求也越来越高，传统的节点 连接形式在面对这些复杂变化时，已经很难满足更 高的要求，铸钢节点的出现很好地解决了这一问题， 相比传统的节点连接形式，铸钢节点具有更好的力 学性能，能够更好地实现这些复杂结构。其中，实心 铸钢节点以其更加的力学性能，常在一些复杂 高难度的结构中使用。但是相对实心铸钢节点的各 项要求也一般的铸钢节点。本文结合辽宁沈阳 市府恒隆广场一期项目，对实心铸钢节点的现场工 程应用进行分析，梳理其各项关键点和措施，总结相 关制造与应用经验。

工程概况

某广场项目位于某市中心地段，建成后将成为新的当地高楼。本工程 1号塔楼地下4层，地上68层，建筑高度350. 6 m, 釆用带加强层的型钢混凝土框架-核心筒结构，工 程总用钢量约6万吨，总建筑面积约48万平方米。其中 1号塔楼主体结构含有3个加强层,并且在加 强层中核心筒伸臂桁架连接处釆取了实心铸钢节点 的连接形式，为国内目前所使用的大实心铸钢节 点，了国内对重型实心铸钢节点应用的先河。

节点作为核心连接节点.连接外框与核心筒的伸臂 桁架，每层12个，共计36个，大铸钢节点尺寸为 2 050 mm X 1 093 mm X 650 mm（图 2）,大质量超 过12 t,750 mm（含凸台）厚度的实心铸钢节点在国 内尚属于应用，根据以往的经验,加工制作和检 验均具有很高难度，所以需要明确实心铸钢节点的 各项设计原则。

实心铸钢节点的设计原则：

1）设计考虑整 个施工的每一个环节；

2）要充分考虑其可焊性和力 学性能；

3）要确保铸造工艺的合理;

4）细致计算节点 倒角；

5）谨慎设计焊接坡口。

工程中由于和铸钢节点连接的构件均选用T 形连接，且铸钢节点晶粒粗大,铸钢节点本身生产特计算ZG310-570的碳当量，发现其碳当量C为 0. 82%。对于一般低合金钢，碳当量C<0.43%时，焊接性良好；当0.43%< C< 0.50%时，焊接性能较差；当 C> 0. 50%时，钢材易于淬硬。鉴于ZG310-570碳当量达到0.82%,不适用于焊接连接，材料选取需 要重新考虑。

工程中的实心铸钢节点需分别与钢柱、伸臂桁点决定了晶间存在低熔点偏析、杂质多，高热应力情 况下可能会导致铸钢节点内部出现热裂纹。所以要 求铸钢节点与其他构件连接时.对于受拉控制为主 的焊缝连接应釆用对接全熔透焊缝；节点构造上，为 减少实心铸钢节点本体直接与构件T形焊接的内 应力，要求实心铸钢节点本体伸出台阶与厚板部件连接，伸出的台阶壁厚不应急剧变化.其壁厚 变化斜率应小于1/5,并有圆弧过渡。

实心铸钢节点的选材。目前，实心铸钢节点的 主要铸造材料一般选取为低合金钢，其主要合金元 素为Mn、Si、Cr等，这些合金元素在提高实心铸钢 节点强度的同时，还可以很大程度上改善实心铸钢 节点的塑性、韧性和可焊性。对于实心铸钢节点的 材质，参考CECS 2353008《铸钢节点应用技术规 程》作为标准。结合本工程的特点，根据结构设计图 纸要求，现对所用实心铸钢节点的材质可初步选定 为ZG310-570.其具体化学成分和力学性能见表1、

架杆件和核心筒上悬缀板相连接.且与之连接用钢 板材质为Q345GJD,板厚达60,80 mm,故考虑选用 可焊性较好的焊接用铸钢材料。由于与之连接的钢 材Q345GJD力学性能指标为：屈服强度Q>325MPa,抗拉强度f>490 MPa,经过分析考虑后 选用G20Mn5替代ZG310-570。

3铸造工艺及要点

实心铸钢节点铸造工艺整体与普通铸钢节点类 似，但是在热处理中要谨慎处理温度和时间，以免对 力学性能产生影响。铸造主体流程为制模、造型、冶 金、浇铸、落砂、清理、去除浇冒口、热处理、粗整、 UT检验、精整、喷砂、喷涂、成品终检、入库。

铸造过程中有一些要点需要格外注意。制模过 程中，要关注凸台位置形状；浇铸过程中，氧化 期要谨慎做到有效脱磷脱硫，清除钢液中气体和夹 杂物，将碳当量控制在范围内。钢液的出炉温度是 冶炼过程中控制钢液温度的基本依据。出炉温度为 浇铸温度、出钢过程降温、钢包中停留降温三者之 和。热处理也是，铸件进行“淬火+回火”热处 理，均匀钢的化学成分和组织，细化晶粒，提高材料 的力学性能。釆用尺寸为15mX8mX5m热处理 炉，热处理工艺为：

1）加热温度从不大于100 °C/h 升温至（650 + 90） °C保温；然后，以大速率升温至 （920 + 10） °C；

2）温度在（920+10） °C时保温；

3）出 炉冷却（淬火）；

4）回火时温度以80 °C/h加热升温 至（620±10）°C时保温；

5）随炉冷却至250 °C以下， 出炉空冷。

4节点质量控制

质量控制是铸造和焊接实心铸钢节点的基本保 证，为了确保实心铸钢节点的质量要求,故在其铸造和 焊接安装过程中进行5个方面的检测：1）化学成分检 验;2）力学性能检验；3）无损探伤检测；4）几何尺寸 和空间位置检验;5）节点外表检测。

本工程的铸钢节点由于体型，所以各项 检测需极其严格对待。在满足上述条件时作出以 下补充，试块的形状、尺寸、浇铸方法及试样切取 位置符合GB 11352-89«一般工程用铸造碳钢件》 的规定；同时满足设计提出的本体延长件取样试 样，具体如图5所示；延长件尺寸为300 mm X 360 mmX 650 mm,长度方向上、下端各设置一处， 尺寸相同。

所取试样按规定进行试验，以确保浇铸成型的 铸钢件的质量合格。拉伸试样选GB 6397 —84《金 属拉伸试验试样》中直径10 mm的短比例试样（试 样号R4）,拉伸试验按GB 228-87«金属拉伸试验 方法》进行；冲击试验按GB 229 —94《金属夏比冲击 试验方法》进行。

焊接注意，实心铸钢节点的材质为 G20Mn5,含S、P量相对较低，也相对较小，所以 焊接性也相对较优。实际焊接为ZG20Mn5 + Q345GJD的异种钢材焊接，对于焊接工艺的要求相 对较高。在焊接之定要做好焊接工艺评定，明确焊接方法和焊接材料。

5现场安装及注意事项

本工程中，实心铸钢节点与所在节点钢柱焊接 组合后进场吊装，由于实心铸钢节点体积大、质量大 且重心与钢柱重心不处于同一垂线，所以现场为偏 心钢柱安装。与普通钢柱安装相比，有以下几点需 要注意：1)吊装至临时位置时，需做好临时连接措 施，充分计算偏心对吊装的影响；2)胎架支撑时，需 要进行合理设计，胎架不能后期拆除，以免产生应力 影响整体结构；3)焊接前要做好测量校正工作， 整体力学性能；4)焊接过程中及焊接后要严格按照 焊接工艺评定表和测试内容进行复核。5)后序处理。铸钢件出厂前的后一道工序是后处 理，其中主要工序包括：打磨、消除缺陷、探伤、 补焊、测量、机加工、精修、表面处理、涂刷等，工作内 容繁琐，作为铸件外观形象的关键步骤，鉴于铸钢件 的造型复杂、外观要求，因此，后续的生产人员 和检査人员严格按节点打磨作业指导书操作和 检査把关。

结语

实心铸钢节点在面对复杂的结构中，以其 的承载力和优良的力学性能为建筑结构的多样化提 供了更多的实现途径。但是实心铸钢节点的使用在 国内还处于初期发展阶段，大型铸钢节点更是少之 又少，本文通过对沈阳市府恒隆广场项目1号塔楼 中实心铸钢节点制作及应用的深入分析，提出了关 于其设计、选材、铸造、质量控制、应用等方面的关键 技术与难点，为以后的类似工程提供理论依据 和经验。