随着建筑业的飞速发展，为了满足建筑造型及 功能要求，新型建筑体系不断出现，结构跨度愈来愈 大,这将使连接各构件的节点构造日趋复杂，传统的 节点形式已不能满足现代结构发展的要求。铸钢节 点作为我国新兴的节点形式以其特有的优点在工程 应用中显示出合理性与适应性，不仅解决了焊接球 节点由于结构跨度的增大使球径过大的困难，而且 可解决钢管相贯节点由于进行相贯线的切割导致施 工不便的问题。随着铸造工艺的提高，铸钢节点在 工程中将得到日趋广泛的应用。然而我国对这方面 的研究很少，还没有相关文献从结构设计方面系统 研究铸钢节点。目前，为了适应铸钢节点的快速发 展,我国准备编制铸钢节点规范，因此对铸钢节点的 研究势在必行。本文从铸钢节点的特点、设计、质量 控制、焊接等方面进行系统研究，提出了铸钢节点的 设计准则，不仅为该种节点在工程中的推广应用提 供指导，而且为今后规范的编制提供参考。

1铸钢节点的特点及类型

1.1铸钢节点的特点

在建筑钢结构中，节点形式很多，如焊接空心球

3铸钢节点的设计

3.1 铸钢节点设计准则

铸钢节点有多种类型，不同类型的节点有不同 的设计方法。为了使铸钢节点满足各方面的需要， 作者通过对结构设计、铸造与焊接工艺的研究以及 参阅北京机电研究院铸造研究所内部制定的《建筑 用铸钢件标准》等相关资料，对铸钢节点的设计提出 了以下几项设计准则。

1）材质的选择

铸钢件的材质标准有很多，如我国1987年制定 的《焊接钢结构用碳素铸钢件标准》（GB/T 7659）、国 际标准ISO3755、日本标准JISG 5102、美国标准 ASTM A216、德国标准DIN17182。在材质选择上，为 了确保铸钢节点具有良好性能，要严格控制材料的 化学成分，尤其注意保证铸钢件的可焊性。目前，我 国建筑用铸钢节点的材质选择主要参照德国标准, 该标准对材质化学成分及机械性能的要求如表2、

节点、螺栓球节点、钢管相贯节点、焊接钢板节点。 铸钢节点相对这些节点而言，有其独特的性能，其主 要特点为：1）铸钢节点在厂内整体浇铸，相对焊接球 节点与钢管相贯节点而言，可免去相贯线切割及重 叠焊缝焊接引起的应力集中。2）铸钢节点具有良好 的适应性，节点设计自由度大，可根据建筑需要生产 出具有复杂外形和内腔的节点；可按受力状况釆用 最合理的截面形状,从而改善节点的应力分布。3） 铸钢节点的应用范围广，不受节点位置、形状、尺寸 的限制，既可用于结构中部节点，也可用于支座 节点。

1.2铸钢节点的类型

建筑结构中铸钢节点的形状虽然千差万别，但 根据内部构造或节点形式可将其分类。

铸钢节点根据节点的内部构造可分为实心铸钢 节点、空心铸钢节点、半空心半实心铸钢节点三类。

1）实心铸钢节点虽然承载力比较大，但由于节 点在冶炼时需要大量钢水,不仅造成材料的浪费，而

且导致工程造价的提高。除此之外，该节点自重大， 对整个结构的受力将产生极其不利的影响。因此实 心铸钢节点在工程中很少被釆用。

2） 半空心半实心铸钢节点是在实心节点的基础 上，在某些部位设置减重孔。为了避免出现尖角，减 重孔的内表面通常为光滑的曲面，如抛物面、椭球 面;减重孔位置应避开各杆件的汇交处，即节点在杆 件的汇交处是实心的。该节点的重量与承载力均介 于实心铸钢节点和空心铸钢节点之间。

3） 空心铸钢节点是在实心节点的基础上，将所 有杆件掏空。该节点的承载力虽然相对较低，但可 大大减轻节点重量、降低造价。在选择铸钢节点的 类型时，若空心铸钢节点可满足强度以及铸造工艺 的要求，应优先考虑釆用该种节点形式。

铸钢节点根据节点形式主要分为铸钢空心球管 节点、铸钢相贯节点、铸钢支座节点。

1）铸钢空心球管节点与我国普遍釆用的焊接空 心球节点有很多相似之处，我们将通过对这两种节 点的比较，分析铸钢球管节点的特点。铸钢球管节 点由于钢管根部与球整体浇铸在一起，焊缝位于铸 钢管上。焊接空心球节点是先将两个半球对焊而成 空心球，然后将钢管进行加工后，直接焊在球上，焊 缝位于管、球相交处。为了改善节点应力分布以及 保证铸钢件的清理，铸钢球管节点在铸钢管与球交 界处、铸钢管与铸钢管搭接处的内外侧都有圆滑过 渡，即存在倒角。图1为重庆奥林匹克体育中心的 某一铸钢球管节点的剖面图。

2）铸钢相贯节点是根据节点外形将多根杆件的 汇交处在厂内浇铸而成，内腔可以是空心，也可以是 半空心半实心。空心铸钢相贯节点与钢管相贯节点 有相似之处,但两者之间存在根本区别。钢管相贯 节点是主管直通,支管加工成相贯面后，直接与主管 焊接。铸钢相贯节点可根据各汇交杆件的空间位置 铸造成各种形状，不受主管直通的限制。该节点无 论是空心还是半空心半实心，焊缝都位于铸钢管上， 在管管相交处都存在倒角。为了提高节点的强度与 刚度，在节点内部可设置铸钢加劲肋。图2为重庆 奥体中心铸钢相贯节点的轴测图。