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隨著空間結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展,建筑工程結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的連接方式和力 學(xué)性質(zhì)的應(yīng)用日益復(fù)雜,其應(yīng)用效果不斷提高為連接方式質(zhì)量和工 藝提出了更高層次的要求。在國(guó)外特別是日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)， 由于其科學(xué)技術(shù)水平較高，在工作的過(guò)程中對(duì)各種鑄鋼節(jié)點(diǎn)的探究 較為深入，尤其是日本，對(duì)鑄鋼節(jié)點(diǎn)的研究更是獨(dú)特。鑄鋼節(jié)點(diǎn)在我 國(guó)鋼結(jié)構(gòu)中是一種新興的節(jié)點(diǎn)形式，是隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā) 展，對(duì)各種空間結(jié)構(gòu)要求不斷增加，在施工的過(guò)程中對(duì)施工工藝和 鑄造工藝的應(yīng)用逐步廣泛，成為目前建筑工程施工的主要重點(diǎn)。鑄 鋼節(jié)點(diǎn)在目前我國(guó)建筑工程中得到廣泛的使用，一些較大的空間結(jié) 構(gòu)施工和設(shè)計(jì)中不斷釆用隨著鑄造工藝的提高，鑄鋼節(jié)點(diǎn)在我國(guó)得 到了日益廣泛的應(yīng)用，在一些大型工程中使用更是廣泛。在當(dāng)前的 建筑工程中，常見(jiàn)的鑄鋼節(jié)點(diǎn)按照其外形可以分為:鑄鋼球節(jié)點(diǎn)、鑄 鋼相貫節(jié)點(diǎn)和鑄鋼支座節(jié)點(diǎn)。本文就通過(guò)結(jié)合實(shí)際工程實(shí)例分析， 提出了鑄鋼節(jié)點(diǎn)——鋼索夾節(jié)點(diǎn)在工程施工中的應(yīng)用措施和方 法，旨在為日后類(lèi)似工程提供借鑒依據(jù)。

1工程概況

在過(guò)去我國(guó)建筑工程施工中，普遍都采用傳統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)為主 要的施工結(jié)構(gòu)，在施工設(shè)計(jì)之中，通常采用的結(jié)構(gòu)形式主要有平板 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)和張拉結(jié)構(gòu)為主要的施工措施和方法。伴 隨著目前大跨度結(jié)構(gòu)空間要求的不斷興起，在施工的過(guò)程中以傳統(tǒng) 的空間結(jié)構(gòu)為主要類(lèi)型的結(jié)構(gòu)形式逐步無(wú)法滿足目前的施工體系 要求，這就使得在施工中不斷的采用新的施工措施和方法進(jìn)行控制 和管理，完善施工結(jié)構(gòu)，優(yōu)化施工措施,利用各種新的施工工藝進(jìn)行 分析和管理,使得在結(jié)構(gòu)應(yīng)用中形成系統(tǒng)的體系形式。限制穹頂結(jié) 構(gòu)是目前大跨度建筑結(jié)構(gòu)施工中釆用的主要方式,其在施工中有著 較大的優(yōu)勢(shì)和措施。某工程在施工中是釆用混凝土結(jié)構(gòu)為主要的施 工方式和措施,在目前的施工之中其結(jié)構(gòu)要求逐步完善,在施工中 控制手段和要求都是通過(guò)目前的科學(xué)技術(shù)方法進(jìn)行管理。在 施工中通過(guò)上部的屋蓋處理方式，下部是通過(guò)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方式 進(jìn)行完整施工。上部結(jié)構(gòu)是目前建筑工程施工的重要手段和方式。 在工程施工和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，屋蓋釆用新型弦支穹頂結(jié)構(gòu)是目前主要 的鋼結(jié)構(gòu)方式，通過(guò)在目前的控制中結(jié)構(gòu)方式的管理措施和模式。 由上部的剛性空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在處理的施工中其完整的處理模式中 能夠形成雜交結(jié)構(gòu)體系,是通過(guò)在屋蓋中采用雙層的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行 控制，其在外形的處理之中一般都是通過(guò)橢圓形屋面，在應(yīng)用中水 平投影也是橢圓形狀和模式的。在控制的應(yīng)用之中,其在處理中長(zhǎng) 軸方向總長(zhǎng)165m,短軸方向總長(zhǎng)145m,在投影的時(shí)候面積控制約 為18800m%在目前的網(wǎng)殼處理之中，形成的管理模式，使得在網(wǎng)格 點(diǎn)的控制中能夠結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)材料分析,由于鑄鋼材料在應(yīng)用的時(shí)候 具有較好的剛度和完整性，因此在計(jì)算中材料控制要求較多,使得 其能夠形成一套統(tǒng)一的體系。

2計(jì)算模型

根據(jù)鑄鋼索夾節(jié)點(diǎn)實(shí)際尺寸，建立節(jié)點(diǎn)空間三維模型作為計(jì)算 模型。在建模過(guò)程中,雖然環(huán)向索索力較大，但索力方向跟鑄鋼索夾 節(jié)點(diǎn)夾角較小，因此不予考慮;另外鑄鋼節(jié)點(diǎn)下半部分對(duì)節(jié)點(diǎn)受力 影響較小，因此建模時(shí)也不予考慮;鑄鋼節(jié)點(diǎn)各邊、各相交部位的倒 角圓角及耳板問(wèn)加勁板建模時(shí)忽略。這樣簡(jiǎn)化既可保證計(jì)算精度又 可減小計(jì)算工作量。鑄鋼索夾節(jié)點(diǎn)計(jì)算模型,與所分析鑄鋼索夾節(jié) 點(diǎn)相連的桿件截面、長(zhǎng)度、鋼號(hào)及荷載情況。節(jié)點(diǎn)在目前的應(yīng)用中通 過(guò)擦用10個(gè)節(jié)點(diǎn)作為主要的實(shí)體單元控制手段，并且針對(duì)當(dāng)前3 個(gè)自由度進(jìn)行管理，能夠?qū)崿F(xiàn)其完整的體系要求和措施。在當(dāng)前的 建筑工程管理和施工設(shè)計(jì)中，對(duì)各種節(jié)點(diǎn)在控制中要采用自由網(wǎng)絡(luò) 劃分，按照實(shí)際要求來(lái)分配節(jié)點(diǎn)尺寸,確保在設(shè)計(jì)中實(shí)體單元能夠 及時(shí)的滿足目前的社會(huì)發(fā)展要求。根據(jù)最不利荷載作用狀態(tài)下受力 情況撐桿內(nèi)力和拉索拉力，將荷載分解為、Y、三個(gè)分力直接施加到 模型節(jié)點(diǎn)上。在鑄鋼節(jié)點(diǎn)承受撐桿壓力處，通過(guò)有限元節(jié)點(diǎn)施加豎 直向下的荷載;拉索荷載施加在耳板銷(xiāo)拴孔受力方向半柱面內(nèi)的各 節(jié)點(diǎn)上。鑄鋼索夾節(jié)點(diǎn)在弦支穹頂結(jié)構(gòu)中是非支座節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)匯交 的各桿件的軸力是自身平衡力系，但用ANSYS分析時(shí)如果不施加 約束，程序會(huì)認(rèn)為節(jié)點(diǎn)不平衡導(dǎo)致計(jì)算無(wú)法進(jìn)行。節(jié)點(diǎn)計(jì)算時(shí)約束 一般施加在剛度的桿件上，以力求結(jié)果反映真實(shí)受力狀態(tài)。在 本鑄鋼索價(jià)節(jié)點(diǎn)計(jì)算中，剛度的是鑄鋼體本身,結(jié)合結(jié)構(gòu)使用 過(guò)程中該節(jié)點(diǎn)的受力狀態(tài),約束直接施加在螺栓孔壁面。

一、在最不利荷載下按彈性計(jì)算分析結(jié)果顯示，節(jié)點(diǎn)絕大部分區(qū) 域應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的屈服強(qiáng)度，處在彈性階段。節(jié)點(diǎn)應(yīng)力為 582.1Mpa,位于拉索耳板與鑄鋼節(jié)點(diǎn)主體交匯處，且應(yīng)力分布非常 不均勻。屈服區(qū)域僅岀現(xiàn)在少數(shù)部位，因此即使出現(xiàn)超過(guò)屈服點(diǎn)的 極限狀態(tài)，也可以期待鋼材的塑性使屈服應(yīng)力趨于平緩，避免強(qiáng)度 的破壞。

二、考慮材料非線性的影響，在最不利荷載下進(jìn)行彈塑性分析,結(jié) 果顯示，節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力峰值約為355.1 MPa, 明在節(jié)點(diǎn)局部進(jìn)入塑性 后，應(yīng)力進(jìn)行了重分布，應(yīng)力趨于平緩,上述結(jié)論得到驗(yàn)證。

三、在實(shí)際釆用的鑄鋼索夾節(jié)點(diǎn)在澆鑄過(guò)程中，拉索耳板與鑄鋼 節(jié)點(diǎn)主體交匯處做成倒角，連接部位較平緩,不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力 集中。

3計(jì)算結(jié)果分析

綜上彈性和彈塑性計(jì)算分析，鑄鋼索夾節(jié)點(diǎn)在最不利荷載條件 下僅有極少數(shù)單元應(yīng)力超過(guò)材料屈服強(qiáng)度，一方面是屬于局部應(yīng)力 集中,另一方面是由荷載施加方式（直接施加到節(jié)點(diǎn)上）造成的。節(jié)點(diǎn) 局部進(jìn)入塑性后,應(yīng)力將會(huì)進(jìn)行重分布，另外在鑄造過(guò)程中會(huì)釆取 相應(yīng)措施減緩應(yīng)力集中，因此鑄鋼節(jié)點(diǎn)部分具有足夠的安全儲(chǔ)備。

4建筑工程節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，新型鋼索夾節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用在目前工程項(xiàng)目 中是有獨(dú)特風(fēng)格的。在竣工之后，全部預(yù)應(yīng)力張拉，成形后拉索 索力和結(jié)構(gòu)變形測(cè)試結(jié)果與理論分析較為吻合。弦支穹頂作為一種 新型的空間結(jié)構(gòu)體系，在我國(guó)的應(yīng)用正在鋪開(kāi),擬釆用弦支穹頂結(jié) 構(gòu)的有眾多的大跨度建筑結(jié)構(gòu)和體育館。鑄鋼索夾節(jié)點(diǎn)在大跨 弦支穹頂結(jié)構(gòu)體系中得到了創(chuàng)新應(yīng)用,并取得了成功，為類(lèi)似新型 空間結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用提供了有益的參考。