铸钢件的特性及在空间结构中的应用

铸钢件的特点,钢管空间框架结构的铸钢节点在桥梁、高层和工业建筑等应用越来越多.无论是结构上还是美学的角度来看,铸钢节点都比较直接焊接节点有优势.

首先,铸钢节点的内力流更有利,对静力和动力强度都有利,根据内力流的需要适当调整节点几何形式和壁厚,避免应力集中.

焊缝更容易,尺寸简单,易于维修,服务期长,而且外形坚固.焊缝区可从节点转移到低应力和容易操作的部位.焊接节点的焊缝均位于高应力、应力状态复杂的交汇处,对疲劳非常敏感.而铸钢节点改变了这种情况,将焊缝转移至节点端部,并且与杆轴垂直,在受力上更有利,避免节点由于焊缝产生的二次应力.

节点内部不存在焊接残余应力.

形状复杂的铸钢节点也能实现流畅的外形,避免尖锐的边线,因此在结构上消除了应力集中和缺口效应(刻槽影响).因为铸钢材料是各向同性的,非常适于节点的复杂应力状况,而焊接节点的钢材在厚度方向,力学性能相对平面内要弱的多,需要尽量避免层间撕裂.

铸钢件内部缺陷比焊接缺陷的切口半径大,对疲劳性能更有利.

铸钢节点是自然形成,外形美观,对建筑设计师来说,铸钢节点能提供更大的创造空间,实现灵活的设计意图.随着节点连接的杆件数增加,这些优点愈加显著.现今,铸钢成为高度完善的工程材料,满足所需的力学性能(强度、韧性)、可焊接、抗腐蚀性等要求.

应用领域:海洋平台,桥梁结构,房屋结构等.

目前,铸钢件在工程结构中的应用表现比较突出的在与钢管结构的节点上.