鑄鋼節(jié)點由于具有結(jié)構(gòu)多樣化、外形美觀、施工工期短等特點以及良好的適用性,近年在我國大型鋼結(jié)構(gòu)建筑、橋梁等工程中逐漸得到推廣應(yīng)用。然而目前尚未有一套成熟的鑄鋼節(jié)點設(shè)計方法與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),且在實際荷載作用下鑄鋼節(jié)點的應(yīng)力狀況十分復(fù)雜,直接制約了其推廣應(yīng)用,因此對大型或形狀復(fù)雜的鑄鋼節(jié)點有必要進(jìn)行一系列的設(shè)計、制作和試驗研究分析。

鑄鋼節(jié)點設(shè)計基本原則
鑄鋼節(jié)點設(shè)計時,在滿足鑄造工藝要求的同時, 充分考慮鋼結(jié)構(gòu)在安裝施工過程中與節(jié)點相關(guān) 的每一環(huán)節(jié),并根據(jù)項目技術(shù)要求確定鑄造節(jié)點基本 設(shè)計原則。由于鑄造節(jié)點的軸線為空間任意方向,因 此采用有關(guān)軟件進(jìn)行節(jié)點的三維實體設(shè)計,其 主要基本原則如下:
(1)鑄鋼節(jié)點具有可焊性;
(2)節(jié)點中各肢桿、拉索套管、筒身等各自中心 線宜相交于空間坐標(biāo)原點,避免產(chǎn)生偏心扭矩;
(3)肢桿外徑應(yīng)與相應(yīng)桁架桿件相同,其主要受 力肢桿端面的壁厚宜為相接桁架桿件的2倍,次要 受力的肢桿端面壁厚可與相接桁架桿件壁厚相同;
(4)節(jié)點肢桿和桁架桿件間應(yīng)為對接熔透焊縫, 節(jié)點各肢桿在端面應(yīng)做成適當(dāng)坡口;
(5)為避免節(jié)點模型在斷面突變處產(chǎn)生過大的 應(yīng)力集中,在斷面變化處宜采用圓滑曲面過渡;
(6)將設(shè)計提供的鑄鋼節(jié)點荷載作用在支座節(jié) 點各肢桿的端面上,進(jìn)行鑄鋼節(jié)點分析和優(yōu)化設(shè)計, 并有足夠的安全度。

建筑用鑄鋼節(jié)點由于整體澆注成型,避免了復(fù)雜節(jié)點制作難度大、交匯焊縫殘余應(yīng)力高問題。在大跨空間結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用。鑄鋼節(jié)點設(shè)計是大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中一個非常重要的環(huán)節(jié),鑄鋼節(jié)點的安全性,直接影響整個結(jié)構(gòu)的安全。由于規(guī)范中的設(shè)計方法精度不足,為了確保鑄鋼節(jié)點的安全性,通常需要對鑄鋼節(jié)點進(jìn)行精細(xì)有限元分析,以了解鑄鋼節(jié)點的應(yīng)力分布特征及其承載能力,同時,對較為復(fù)雜的鑄鋼節(jié)點,還需引進(jìn)必要的試驗研究驗證,以確保有限元理論計算結(jié)果的正確性和有效性。
在鑄鋼節(jié)點設(shè)計中,可以充分發(fā)揮鑄鋼件的造型自由度大這一優(yōu)勢,通過調(diào)整鑄鋼件的幾何形狀,使鑄鋼節(jié)點的應(yīng)力分布更加均勻合理,在不降低安全性的前提下,減少節(jié)點用鋼量。
鑄鋼節(jié)點在我國建筑工程領(lǐng)域已呈現(xiàn)出增多的應(yīng)用趨勢,建議提高制造鑄鋼件的技術(shù)含量和設(shè)備質(zhì)量,使其內(nèi)外表面粗糙度、管壁厚度沿圓管周長方向的不均勻分布、管徑不圓等缺陷得到改善,從而使鑄鋼件的受力性能具有更加安全的保障。