湖北仙桃钢结构工程铸钢件节点钢铸件

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铸钢件多应用于矿山、能源、运输、装备制造行业，近年来由于建筑钢结构工程的迅猛发展，外观奇特，受力复杂的杆件组合越来越多，铸钢件由于整体性好、力学性能稳定、易于成型，在建筑钢结构中的应用愈加广泛。国内铸钢件生产总量虽在2000年就已经美国，成为世界铸造基地，但与国外相比仍较为粗糙，附加价值低，小企业多，从业人员队伍庞大，黑色金属比重大，与日本、美国、欧洲等采用高新技术生产的附加价值高的铸钢件难以形成竞争力。

钢结构在初步设计阶段可能无法完全预见到承包单位加工制作中节点焊接存在的困难，在图纸会审阶段，经各参建单位讨论后，由承包单位对结构受力复杂的节点进行深化，会将部分原有焊接节点改为铸钢件，减少“米”型节点等多支管汇交部位焊接应力集中对结构的不利影响，从而提高结构的安全性；让焊接位置转移到铸钢件铸管处，给焊接施工提供了更大的操作空间，利于施工质量控制。由于这部分节点的变更，使得铸钢件占钢结构的比重急剧增加。据相关资料介绍，目前国内生产一吨钢材约需要1.6吨煤，和日本等发达国家每吨钢材消耗0.6吨煤相比，铸钢件的生产成本很高，再加上铸造工艺、热处理、运输等各方面原因，铸钢件的综合单价远常规钢结构的造价，对于成本控制有很大影响！

铸钢件在铸造厂制作生产完成后进场验收时，其外部质量（粗糙度、表面清理、几何尺寸）、理化性能（化学成分分析、拉伸、冲击）、无损检测（射线、磁粉及超声波）均要求铸造厂出具检测报告或合格证书，而对于铸钢件重量的检验，当为实行首件制的做法上，即在个或类似型号按图纸验收合格的基础上行称重计量，对于后续铸钢件，基本不再进行，这样对于整个钢结构其他铸钢件的重量是否达标就难以把握。
设计单位对铸钢件在设计图纸中基本会明确牌号、热处理方法等，对于尺寸公差等级及重量公差等级要求容易忽视。承包单位自身一般不具备铸件的生产条件，多数委托铸造厂进行生产，对于铸钢件的深化设计，承包单位在建模及结构分析上也会存在短板，可能将有些部分的铸钢件深化设计一并交由铸造厂进行，这样承包单位可能存在铸造厂铸钢件深化的基础上被增加重量，这对于铸钢件的重量把控又提升了一个难度。建设单位及监理除在驻厂监造过程中能对首件铸钢件进行重量检验，后续铸钢件的重量抽查就没有规范依据，工作推进有一定的难度。在工程计量时，没有的软件配合，造成外型复杂内腔不规则的铸钢件难以计算出准确的重量之情况，对现场铸钢件重量审核和造价控制造成了很大的困难。

某奥体博览中心体育场项目，在进行铸钢件加工制作的前期，根据图纸会审纪要而确定的铸钢件存在重大变更，新增铸钢件总重量约2800吨，对铸钢件进行计量就显得尤为重要。在变更审理过程中，由于施工单位迟迟不能提供铸钢件的计算模型及软件，异型铸钢件的计量工作未有很好的进展。而铸钢件重量检验在现行的工程质量验收规范中虽然没有相应条款的规定，但在监理工作中要评判一个铸钢件的重量是否合格，了解铸钢件的重量偏差允许范围还是很有必要的。要了解铸钢件的重量偏差，就要先了解铸钢件的尺寸公差和重量公差。

尺寸公差：允许尺寸的变动量，公差等于大极限尺寸与小极限尺寸之代数差的值，也等于上偏差与下偏差之代数差的值。铸钢件公差有16级，代号为CT1至CT16，公差等级可根据铸造方法及材质进行选定，见表1、2，

摘自 GB/T6414-1999《铸件 尺寸公差与机械加工余量》。
公称重量：包括机械加工余量和其它工艺余量，作为衡量被检验铸件轻重的基准重量。

铸件重量公差：以占铸件公称重量的百分率为单位的铸件重量变动的允许值。

重量公差等级：确定铸件重量公差大小程度的级别。

重量公差的代号用字母“MT”表示。重量公差等级共分为16级，MT1至MT16。重量公差数值见表3，摘自 GB/T11351-1989《铸件重量公差》。对铸钢件公称重量的确定。成批和大量生产时，从供需双方共同认定的首批铸钢件中随机抽取不少于10件的铸件，以实称重量的平均值作为公称重量；小批和单件生产时，以计算重量或供需双方共同认定的一个合格铸件的实称重量作为公称重量；

以标准样品的实称重量为公称重量。公称重量确定后，对应一定的重量公差等级，重量公差值应按公称重量所在范围从表3中选取。成批和大量生产的铸件，重量公差等级应按表4选取，小批量和单件生产的铸件，重量公差等级应按表5选取，重量公差应与尺寸公差对应选取，表4、5摘自GB/T11351-1989《铸件重量公差》。

某奥体博览中心体育场项目有577个铸钢件，21种类型的铸钢件的基本尺寸，其分肢角度各异，三个铸造厂均采用砂型铸造手工造型工艺，根据GB/T6414-1999《铸件 尺寸公差与机械加工余量》其尺寸公差等级为CT13~15，根据GB/T11351-1989《铸件重量公差》所对应的重量公差等级应为MT13~15，根据铸钢件公称重量选择对应的重量公差数值。例如在2012年12月28日，由建设单位、施工单位、监理单位共同对进场的铸钢件，随机抽查三个进行称重检验，称重结果见下表：湖北仙桃钢结构工程铸钢件节点钢铸件

在设计没有明确要求的情况下，依据铸造工艺选择大重量公差MT15，抽查铸钢件的公称重量在10000~40000Kg范围内，从表3中则可以明确铸钢件的大重量公差数值为10%，即抽查铸钢件的重量偏差为±5%，当抽查的结果大于此则可判断为铸钢件重量检验不合格！为此：由监理单位牵头，在建设单位组织下召开的专题会议上，承包单位承认铸钢件交由铸造厂深化设计后额外加入了10%的加工损耗，扣除这10%的加工损耗后则可判定抽查铸钢件重量检验合格。针对这种情况，经监理协调及参建各方商定，采用现场地秤及大型履带吊对577个铸钢件逐个进行称重计量，再按照实际重量审核铸钢件相关变更。历时一年左右时间的称重计量，从原深化图纸铸钢件重量5928.936吨中核减了375.921吨，总计节约700余万元。

还有，铸钢件的承载力与壁厚成正比关系，随着壁厚的增加，铸钢件的承载力随之增加的同时，在铸造过程中更容易出现夹砂、气孔等缺陷；随着壁厚的减小，又可能引起铸钢件承载力不足，影响结构安全。一般对于铸钢件基本尺寸的检验于端口部位，对异型及变截面处很难检查，壁厚偏差直接的体现就是重量变化。由于大型公用建筑中铸钢件的应用已很多，对于铸钢件重量检验应该引起监理工作上的重视，今后随着模具制作精度的逐步提高，铸钢件的加工制作也将逐渐趋于标准化，对铸钢件的重量检验将同《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011中对钢筋的重量偏差检验一样引起关注。监理单位作为参建一方，在图纸会审阶段，可建议建设单位及设计单位根据GB/T6414-1999《铸件尺寸公差与机械加工余量》及GB/T11351-1989《铸件重量公差》，对铸钢件的尺寸偏差及重量偏差做出明确要求，从而给驻厂监造及现场验收提供监理依据，避免承包单位对此忽视或因重量偏差不符合要求影响工程进度和结构安全。
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