G20Mn5可塑性可焊性鑄鋼件節(jié)點鑄鋼節(jié)點用的話來描述就是：鋼結(jié)構(gòu)制造過程中，部分節(jié)點部位相貫較多，焊接不方便并且應(yīng)力大，或者無法通過焊接得到需要的形狀，因此采用鑄鋼節(jié)點形式做出，可以做任意形狀，焊接方便。

1．由于鋼管相貫處直接鑄造成型，使鋼結(jié)構(gòu)受力更加合理，整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，克服了大量集中焊接造成的應(yīng)力對整體結(jié)構(gòu)帶來的不利影響。

2．鑄鋼節(jié)點去掉了節(jié)點球，使鋼結(jié)構(gòu)更加簡潔、流暢，能夠充分表達建筑師的設(shè)計思想。

3．鑄鋼節(jié)點可以鑄成空間任意形狀，使任何形狀的建筑造型都可以成為現(xiàn)實。

4．鑄鋼節(jié)點在工廠制作完成，大大減少了高空作業(yè)的工作量，使建筑成本降低，整體工程質(zhì)量提高，并且大大降低了高空作業(yè)對施工人員帶來的危害。

鑄鋼節(jié)點因其具有良好的加工性能、復(fù)雜多樣的建筑造型等性能,目標(biāo)在一些大跨度空間管桁架鑄鋼中開始逐步推廣使用,特別是在處理復(fù)雜的交匯節(jié)點上,鑄鋼節(jié)點有著得天獨厚的優(yōu)勢。常見的空間結(jié)構(gòu)節(jié)點：焊接空心球節(jié)點、螺栓球節(jié)點、鑄鋼節(jié)點，并對這些節(jié)點的自身特性進行了分析?？臻g結(jié)構(gòu)的大力推廣，節(jié)點至關(guān)重要。結(jié)構(gòu)不復(fù)雜、安裝簡單、成本低，就很容易得到推廣，對促進空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展也大有裨益。

節(jié)點是空間結(jié)構(gòu)一個很重要的部分。在空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程中，研發(fā)了很多的節(jié)點。在這些節(jié)點中，有些節(jié)點是因為研發(fā)時間較短，沒有應(yīng)用到實際案例中，有些節(jié)點是現(xiàn)場施工難度較大，沒有得到應(yīng)用，但這些節(jié)點為空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展起到了很好的推助作用。

空間結(jié)構(gòu)節(jié)點未來發(fā)展方向

一、焊接空心球節(jié)點

焊接空心球節(jié)點是目前使用的節(jié)點形式之一，它是由劉錫良教授發(fā)明的。焊接空心球節(jié)點具有跨距大、質(zhì)量輕、無需支撐等特點。在體育館、大飯店及娛樂場館應(yīng)用及其普遍。

1.焊接球制作工藝

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的空心球常見的是采用熱壓工藝，這也是見的制作方式之一。是將鋼板下料加熱至很高的溫度，保持溫度在 850℃—900℃之間，然后采用由上下拼接而成的模具熱壓成半球形，然后檢驗焊接球的圓度， 合格后要修切邊緣及坡口，最后進行成品球的焊接。

2.焊接方式及順序

一般在焊接過程中要經(jīng)過仰焊、立焊等位置。這樣會導(dǎo)致操作工序難以把握，原因是焊條角度變化很大。在仰焊時，非常容易產(chǎn)生焊瘤，這是由于在仰焊時熔化金屬有往下墜落的趨勢。焊瘤會在由仰焊位置過度到平焊位置時有向鋼管里面滴的現(xiàn)象，因此會出現(xiàn)熔深不均勻的現(xiàn)象。在焊接底部時，仰焊及平焊部位的兩個焊縫接頭難以操作，一般仰焊接頭處容易產(chǎn)生內(nèi)凹，這是仰焊的缺陷，而平焊接頭處的底部易產(chǎn)生未焊透和焊瘤。

整體的焊接順序是先焊接下弦節(jié)點，然后是上弦節(jié)點，由中間往兩邊擴散每一個節(jié)點上的所有焊縫應(yīng)將遍全部焊完后，在進行第二遍的焊接，以防止焊接應(yīng)力集中，會導(dǎo)致網(wǎng)架產(chǎn)生變形。在同一條焊縫中一半成型后再焊接另一半，這是不允許的。

二、螺栓球節(jié)點

螺栓球節(jié)點由螺栓、鋼球、螺釘、套筒和錐頭等零件組成，適用于連接鋼管桿件，在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中較為常見。

螺栓球優(yōu)缺點

螺栓球優(yōu)點：

（1） 螺栓球節(jié)點的結(jié)構(gòu)體系，其構(gòu)造形式與力學(xué)假定相符，能有效減少誤差。

（2） 施工相對其他節(jié)點相對靈活，可以散裝和整體安裝。

（3） 質(zhì)量較輕，便于運輸。螺栓球缺點： 1) 設(shè)計需要考慮桿件角度，角度不好螺栓球很大。2) 需要各個配件的精度高，現(xiàn)場安裝難度大。

2.高強度螺栓

高強度螺栓是相對于普通螺栓的一種螺栓。高強度螺栓由高強度鋼制造的，多用于鋼軌、橋梁及超高壓設(shè)備的連接。根據(jù)受力特點可分為承壓型和摩擦性兩種。但是，與普通的螺栓相比，高強螺栓可以比普通螺栓承受更高的強度。高強螺栓通常選用高強度低合金鋼和高溫合金制造。熱處理是采用冷熱方法控制相變，賦予高強度螺栓極限服役性能的技術(shù)。近年來，國內(nèi)外研發(fā)出了一系列耐延遲斷裂性能優(yōu)良的高強度螺栓鋼，耐延遲斷裂性能大幅度提高。

3.螺栓球節(jié)點的工作機理

只有充分了解到螺栓球節(jié)點的工作機理我們才能更加充分的理解其半剛性的原因。螺栓球節(jié)點通常由螺栓球、螺栓桿、錐頭和套筒組成。

螺栓球節(jié)點受力時的工作機理比較復(fù)雜，通常如下：當(dāng)拉力作用在錐頭的時，會導(dǎo)致錐頭與套筒互相分離， 此時它們不參與受力，而螺栓桿與錐頭互相緊靠，會一同受力。當(dāng)錐頭受壓時，此時套筒和錐頭會同時受力， 而螺栓桿和錐頭不參與受力。當(dāng)彎矩作用于錐頭的時，由于實體球、螺栓桿、錐頭和套筒有部分互相緊靠，有部分區(qū)域分離，方向難以把握，這時候依據(jù)彎矩方向而定。

三、鑄鋼節(jié)點

在復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)中，由于節(jié)點處支管太多，如果用常規(guī)節(jié)點會導(dǎo)致大量焊縫密集交疊，會影響正常的施焊， 從而會導(dǎo)致節(jié)點的工作性能降低，而采用鑄鋼節(jié)點會使重疊焊接引起的應(yīng)力集中大大減少。由于鑄鋼節(jié)點可以鑄成空間任意形狀，這樣使任意形狀的建筑造型都可以成為現(xiàn)實。通常在節(jié)點局部高應(yīng)力區(qū)采用圓形倒角和圓滑截面， 使節(jié)點的應(yīng)力分布更加的合理，另外鑄鋼材質(zhì)具有較好的塑形、韌性和可焊性，因此在工程上得到了廣泛的應(yīng)用。

1.鑄鋼節(jié)點的特性

在建筑鋼結(jié)構(gòu)中， 節(jié)點形式很多， 例如焊接空心球節(jié)點、螺栓球節(jié)點、相貫節(jié)點、焊板鋼板節(jié)點等。各個節(jié)點都有各自的特點，鑄鋼節(jié)點的主要特性為：

鑄鋼節(jié)點對節(jié)點位置、尺寸、形狀的限制比較小，因此應(yīng)用十分的廣泛。不但能用于支座節(jié)點，還可以用于結(jié)構(gòu)中部節(jié)點。

相對在現(xiàn)場焊接的節(jié)點來說，由于鑄鋼節(jié)點是在廠內(nèi)整體澆筑，因此可以使焊縫引起的應(yīng)力集中大大減少。

2.鑄鋼節(jié)點的設(shè)計

1) 鑄鋼節(jié)點的可焊性要強。

2) 節(jié)點肢桿和桁架桿件間應(yīng)為對接焊縫，肢桿的端面應(yīng)做成適當(dāng)坡口。

3) 要進行節(jié)點分析和優(yōu)化設(shè)計，同時保證一定的安全度。

3.鑄鋼節(jié)點的焊接

為了確保焊接的質(zhì)量，要嚴格控制鑄鋼材中 C 、S 、P 的含量，而且對焊條的選材、焊接工藝都要進行嚴格審核。焊接前要用加熱板對焊縫進行預(yù)熱， 加熱至100℃， 停止加熱15分鐘， 以保證構(gòu)件內(nèi)外溫度盡量接近， 然后用手工電弧焊打底，結(jié)束后要進行冷卻措施。

近年來空間結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外得到了很大的發(fā)展，空間結(jié)構(gòu)節(jié)點的形式也日趨多樣。在未來空間結(jié)構(gòu)節(jié)點的設(shè)計中，以下幾點問題還需關(guān)注。

1.要對螺栓球和焊接球同時使用時的破壞機理進一步的研究。要提高螺栓球節(jié)點中螺栓的安全度，避免結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞。

2.由于空間結(jié)構(gòu)的鑄鋼節(jié)點與傳統(tǒng)工業(yè)中對鑄鋼件的性能要求、質(zhì)量控制等方面存在很大的不同，所以要加強對構(gòu)件受力性能影響、壁厚對鑄鋼設(shè)計強度影響等方面的研究

G20Mn5可塑性可焊性鑄鋼件節(jié)點