摘要:随着城市的不断发展,建筑行业也取得了突飞猛进的进步,而在大跨度管桁架建筑钢架构中,近几年来也提出了铸钢节点这一种新的结构形式,这种结构因为其独有的性能,应用在荷载较大,受力毕竟复杂的部位,已经运到到了很多比较标志性的大型建筑上。而大跨度管桁架建筑钢结构具有造型优美、施工周期短、含钢量低的优点,也运用在了很多大型民用建筑上。将铸钢节点和大跨度管桁架建筑钢结构相互结合,共同利用在各种建筑结构上,将大大推动建筑行业的发展,而对于此,就需要将建筑结构上运用铸钢节点的问题所解决,才能更好的使用这一门技术,本文将结合自身经验,提出了铸钢节点在大跨度管桁架建筑钢结构上的应用。
关键词:铸钢节点;大跨度管桁架建筑钢结构;施工应用
引言
现如今,国家对建筑行业的发展非常重视,更是要求相关建设在保证其质量的同时,也需要保证周期和建筑造型的优美。而大跨度管桁架建筑钢结构就符合这一标准,所以在近些年来一直运用于很多大型的标志性建筑,然而想要推动建筑行业的发展,就必须不断的创新和完善相关建筑技术,铸钢节点则是最新研究出,可以运用在大跨度管桁架建筑钢结构上的一种结构形式,相关人员,在不停的断两者进行分析和研究,就可以更好的将两者结合,使其共同运用在建筑上,让建筑行业得到发展。
一、铸钢节点的常用结构形式
目前在市面的建筑上,铸钢节点得到了广泛的运用,常见的结构形式有混合型铸钢节点、树形铸钢节点和铰接铸钢节点等形式。树形铸钢节点在建筑上主要运用在取代主管与其它相连支管的节点,通过让对接焊缝把相贯焊缝替代的方式,使焊接应力集中得到了相对的减少,减少了施工的损耗。铰接铸钢节点的作用则是,造型上的美观和节点上的简化,在建筑施工上,通常运用在杆件的端部连接处。最后一种混合型铸钢节点,可以说是树形铸钢节点和铰接铸钢节点的融合型节点,充分将以上两种节点的优点相融合,在很多的民用建筑上都有运用。[1]
二、铸钢节点的特点
在建筑行业里,除了近几年开始运用的铸钢节点,其余的则是普通管相贯节点和管板节点,相比较之下,铸钢节点是可以根据客户的需要进行实际设计的,并且造型美观,可塑性比较强。铸钢节点一般都是实心的,只需要在建筑部件上的接口处进行局部的挖空,就算铸钢节点全部都是空心的,也比其它的节点牢固结实,因为铸钢节点具有高抗压、承载力高的特点,所以在建筑运用上,铸钢节点常常通过对接焊缝取代管管相贯焊缝,将管板之间的焊缝取消,可以相对的减少焊接量和分散焊缝,将焊接应力集中减少。
三、建筑铸钢节点存在的问题及解决方法
铸钢节点常常运用在大型民用建筑的钢结构中,但因为是刚起步,还存在以下问题需要解决。
(1)标准问题
目前国内的铸钢标准还处于80年代所编制的,材料各方面的含量控制的都比较宽松,这样的标准对于现在来讲是不恰当的。对于建筑上的铸钢部件的尺寸存在有偏差,部件的质量也没有什么相关的要求,使得材料的冲击值就相对的较低,根据目前的标准来讲,是不能满足大跨度焊接结构上对铸钢部件的要求的。所以对于这个问题,相关方面的专家应该制定出一套适合目前大跨度管桁架建筑结构的铸钢标准,因为我国现在运用的标准都是引用国外的,所以迫切需要一套属于我们自己的标准。[2]
(2)生产问题
由于上述所说的标准方面的问题,所以很多的建筑生产工厂,就存在设备简陋的问题,没有充足的技术条件来满足大跨度管桁架建筑结构上对铸钢部件的要求,在很多知名的大型建筑的工程上,都出现过铸钢部件存在质量上的问题,而被迫返工的问题,造成工程成本增加的现象。并且目前市场上的铸造厂熔炼炉容积普遍偏小,很多大型的铸件因为重量大体型大的问题无法得到满足,所以,铸钢部件的生产工厂应该进行全方面的技术改造,包括一开始的制作到最后的检验都需要进行改造,才能保证好质量,使制造的成本较低,满足工程上的需要,使生产能力得到提高。
(3)无损检测的问题
目前对于钢材内部质量的检测最经济有效的检测手段就是超声波探伤,在钢结构这一行业里,最常用的检测方式就是超声波探伤,但因为我国标准还是80年代的问题,忽略了大跨度管桁架建筑钢结构的用铸钢部件厚度是在变化的,厚度不是固定的一个数值,所以检测起来就存在不准确的问题。
(4)焊接和焊缝无损检测
在目前,我国有关钢结构焊接的标准中,都没有针对铸钢部件焊接的标准要求,在对铸钢部件焊接进行参考时一直存在着争议。比如,我国的铸钢标准对铸钢部件没有冷弯性能上的要求,那么在对钢材焊接进行冷弯实验时应该以什么为标准。对铸钢部件进行焊接工艺平顶山时,还需不需要进行冷弯实验。并且,目前铸钢部件的焊接均是采用手工电弧焊,缺少了很多的焊接方法。建筑上的铸钢部件由于晶粒粗大,组织是不均匀的,透声性还毕竟差,但因为焊缝上的检车也没有相应的标准,所以对于焊缝的超声探伤存在困难。
四、铸钢节点的质量控制
铸钢节点在大跨度管桁架建筑钢结构上的使用还需要解决很多问题,但因为很多设计人员都在采用这种结构形式,所以,对于施工单位来说,还应该从各方面严格控制铸钢节点的质量问题。
(1)细节设计
对铸钢部件进行细节上的合理设计,就能在满足承载力的同时,做到符合相关方面的工艺要求。对于铸钢部件的焊接方面,应该采用对接焊缝的方法,尽可能的避免T字型的接头,才能降低焊接应力。对于铸钢部件的化学成分、机械性能和精度要求还有经验方法等等步骤必须做到充分的明确。铸钢部件的细部设计应该充分避免直角或者尖锐等问题,这样才有利于气体的排出。
(2)铸造问题
目前大跨度管桁架建筑钢结构在使用铸钢部件时,相对于其它的部件,铸钢部件结构比较复杂、质量要求特别高、铸造的难度也大。想要将这一问题得到解决,就应该从管理方面开始入手,从原材料成分的使用、铸造工艺、化学分析、性能试验和检验等各个方面进行严格的把关。
在大跨度管桁架建筑钢结构上,对铸钢节点用的钢水一定要严格控制,采用杂质含量低的优质钢水,才能够确保铸钢部件的性能和焊接性。
对铸钢部件的铸造工艺也需要进行严格的控制,因为铸造工艺直接影响到了铸钢部件的内部质量和表面问题,相关生产部门,应该根据实际铸钢部件的结构形式,技术要求等等,来对铸钢部件进行制作,从而满足铸造工艺。
很多建筑上使用的铸钢部件由于结构的复杂性,所以对铸钢部件的加工精度就有了很高的要求,并且要求表面上不能机加工。加工方面的精度和表面上的质量就决定了铸钢部件的尺寸和质量,所以,需要严格控制铸模的精度。
铸钢部件在组织上存在着力学性能比较差和晶粒粗大的问题,一开始是不能满足钢结构方面的使用,必须按照相关规定和步骤进行热处理才行。退火和正火还有调质都是建筑上常用的热处理方法,使用热处理时,也必须根据铸钢部件的结构和尺寸还有具体情况进行热处理这一门工艺,特别需要注意炉内的物件堆放问题,确保物件在炉内受热均匀,热处理的炉子应该具备相应的自动控制温度的系统,才能保证热处理的质量。
出厂前的检验才是保证铸钢部件质量的最后关键问题,对于铸钢部件进行化学分析、性能检车、外观检测和无损检测。对于一些有问题不合格的铸钢部件,绝对不允许出厂并且交易,相关检验步骤必须根据相关标准进行,不能遗漏。
五、结语
铸钢节点在大跨度管桁架建筑钢结构中的运用,是时代的趋势,两者的共同结合,带来的不仅是结构上的美观稳定,经济上的减少,施工周期的变短,更是推动了我国建筑行业的发展,所以在铸钢部件的各个问题上需要相关人员进行严格的监督检查,保证铸钢部件的完善,才能安全可靠的运用到大跨度管桁架建筑钢结构中。本文叙述了自己对铸钢节点在建筑上出现的问题,及一些解决方法,希望能帮助到各位。
参考文献:
[1]吴涛.铸钢节点在大跨度管桁架建筑钢结构中应用[J].科技资讯,2011(09):89+133.
[2]卢立香.铸钢节点在大跨度管桁架建筑钢结构中应用探讨[J].钢结构,2003(05):28-30.