隨著空間結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展,建筑工程結(jié)構(gòu)節(jié)點的連接方式和力 學性質(zhì)的應(yīng)用日益復雜,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。在國外特別是日本和德國等發(fā)達國家， 由于其科學技術(shù)水平較高，在工作的過程中對各種鑄鋼節(jié)點的探究 較為深入，尤其是日本，對鑄鋼節(jié)點的研究更是獨特。鑄鋼節(jié)點在我 國鋼結(jié)構(gòu)中是一種新興的節(jié)點形式，是隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā) 展，對各種空間結(jié)構(gòu)要求不斷增加，在施工的過程中對施工工藝和 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。鑄 鋼節(jié)點在目前我國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)計中不斷釆用隨著鑄造工藝的提高，鑄鋼節(jié)點在我國得 到了日益廣泛的應(yīng)用，在一些大型工程中使用更是廣泛。在當前的 建筑工程中，常見的鑄鋼節(jié)點按照其外形可以分為:鑄鋼球節(jié)點、鑄 鋼相貫節(jié)點和鑄鋼支座節(jié)點。本文就通過結(jié)合實際工程實例分析， 提出了鑄鋼節(jié)點——鋼索夾節(jié)點在工程施工中的應(yīng)用措施和方 法，旨在為日后類似工程提供借鑒依據(jù)。

1工程概況

在過去我國建筑工程施工中，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，在施工的過程中以傳統(tǒng) 的空間結(jié)構(gòu)為主要類型的結(jié)構(gòu)形式逐步無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目前最先進的科學技術(shù)方法進行管理。在 施工中通過上部的屋蓋處理方式，下部是通過鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方式 進行完整施工。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,是通過在屋蓋中采用雙層的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進行 控制，其在外形的處理之中一般都是通過橢圓形屋面，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 軸方向總長165m,短軸方向總長145m,在投影的時候面積控制約 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)用的時候 具有較好的剛度和完整性，因此在計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計算模型

根據(jù)鑄鋼索夾節(jié)點實際尺寸，建立節(jié)點空間三維模型作為計算 模型。在建模過程中,雖然環(huán)向索索力較大，但索力方向跟鑄鋼索夾 節(jié)點夾角較小，因此不予考慮;另外鑄鋼節(jié)點下半部分對節(jié)點受力 影響較小，因此建模時也不予考慮;鑄鋼節(jié)點各邊、各相交部位的倒 角圓角及耳板問加勁板建模時忽略。這樣簡化既可保證計算精度又 可減小計算工作量。鑄鋼索夾節(jié)點計算模型,與所分析鑄鋼索夾節(jié) 點相連的桿件截面、長度、鋼號及荷載情況。節(jié)點在目前的應(yīng)用中通 過擦用10個節(jié)點作為主要的實體單元控制手段，并且針對當前3 個自由度進行管理，能夠?qū)崿F(xiàn)其完整的體系要求和措施。在當前的 建筑工程管理和施工設(shè)計中，對各種節(jié)點在控制中要采用自由網(wǎng)絡(luò) 劃分，按照實際要求來分配節(jié)點尺寸,確保在設(shè)計中實體單元能夠 及時的滿足目前的社會發(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、三個分力直接施加到 模型節(jié)點上。在鑄鋼節(jié)點承受撐桿壓力處，通過有限元節(jié)點施加豎 直向下的荷載;拉索荷載施加在耳板銷拴孔受力方向半柱面內(nèi)的各 節(jié)點上。鑄鋼索夾節(jié)點在弦支穹頂結(jié)構(gòu)中是非支座節(jié)點，節(jié)點匯交 的各桿件的軸力是自身平衡力系，但用ANSYS分析時如果不施加 約束，程序會認為節(jié)點不平衡導致計算無法進行。節(jié)點計算時約束 一般施加在剛度最大的桿件上，以力求結(jié)果反映真實受力狀態(tài)。在 本鑄鋼索價節(jié)點計算中，剛度最大的是鑄鋼體本身,結(jié)合結(jié)構(gòu)使用 過程中該節(jié)點的受力狀態(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算分析結(jié)果顯示，節(jié)點絕大部分區(qū) 域應(yīng)力遠小于材料的屈服強度，處在彈性階段。節(jié)點最大應(yīng)力為 582.1Mpa,位于拉索耳板與鑄鋼節(jié)點主體交匯處，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)超過屈服點的 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，避免強度 的破壞。

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

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

3計算結(jié)果分析

綜上彈性和彈塑性計算分析，鑄鋼索夾節(jié)點在最不利荷載條件 下僅有極少數(shù)單元應(yīng)力超過材料屈服強度，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)點上）造成的。節(jié)點 局部進入塑性后,應(yīng)力將會進行重分布，另外在鑄造過程中會釆取 相應(yīng)措施減緩應(yīng)力集中，因此鑄鋼節(jié)點部分具有足夠的安全儲備。

4建筑工程節(jié)點設(shè)計中，新型鋼索夾節(jié)點的應(yīng)用在目前工程項目 中是最具有獨特風格的。在竣工之后，全部預應(yīng)力張拉，成形后拉索 索力和結(jié)構(gòu)變形測試結(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，在我國的應(yīng)用正在鋪開,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)點首次在大跨 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，為類似新型 空間結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用提供了有益的參考。