由于鑄鋼節(jié)點(diǎn)的鋼管相貫處是在廠內(nèi)整體澆鑄成型的,可免去相貫線切割及重疊焊縫焊接引起的應(yīng)力集中,使鋼結(jié)構(gòu)受力更加合理,整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定.克服了大量集中焊接造成的應(yīng)力對整體結(jié)構(gòu)帶來的不利影響.
鑄鋼節(jié)點(diǎn)具有良好的適應(yīng)性,可根據(jù)建筑需要生產(chǎn)出具有復(fù)雜外型和內(nèi)腔的節(jié)點(diǎn),一般鑄鋼節(jié)點(diǎn)為實(shí)心,僅在接口處局部挖空,即使全為空心,也比鋼管或鋼板厚,可按受力狀況采用最合理的截面形狀,從而改善節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分布,承載能力高、抗變形能力強(qiáng).
由于避免了焊縫疊加,使鋼結(jié)構(gòu)更加簡潔、流暢、制作外形美觀、尺寸準(zhǔn)確,可塑性強(qiáng),能夠充分表達(dá)建筑師的設(shè)計(jì)思想及對美關(guān)的需求.
鑄鋼節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用范圍廣,不受節(jié)點(diǎn)的位置、形狀、尺寸的-,可以鑄成空間任意形狀,使任何形狀的建筑造型都可以成為現(xiàn)實(shí),既可用于結(jié)構(gòu)上、中部節(jié)點(diǎn),也可用于支座節(jié)點(diǎn).
由于鑄鋼節(jié)點(diǎn)是在工廠內(nèi)制作完成的,大大的減少了高空作業(yè)的工作量,使整體建筑成本降低,整體工程質(zhì)量提高,并且大大降低了高空作業(yè)對施工人員帶來的危害.
隨著鑄造工藝水平的提高,鑄鋼節(jié)點(diǎn)在現(xiàn)代空 間結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)出造型優(yōu)美、受力明確、傳力直接、承 載安全等特點(diǎn),越來越受到工程界的青睞.特別是在構(gòu)件體型大、多根桿件交匯復(fù)雜、呈不規(guī)則狀的相交節(jié)點(diǎn)處,若采用常規(guī)的節(jié)點(diǎn)焊接方式,由于焊縫過于集中必然導(dǎo)致焊接應(yīng)力過大,且復(fù)雜的相貫線給節(jié)點(diǎn)的制作也造成了很大困難.鑄鋼節(jié)點(diǎn)以其良好的適用性及其獨(dú)特的整體澆鑄特點(diǎn),免去了相貫線切割及重疊焊縫的應(yīng)力集中問題.鑄鋼節(jié)點(diǎn)材料化學(xué)成分嚴(yán)格-了C、S、P的含量,具有良好的塑性和韌性,抗震性能較常規(guī)的焊接節(jié)點(diǎn)有顯著提高.因其特有的性能,鑄鋼節(jié)點(diǎn)已被廣泛運(yùn)用于橋梁、劇院、體育館等大跨度結(jié)構(gòu)中.
由于鑄鋼節(jié)點(diǎn)的優(yōu)異特性,在現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)中越來越廣泛地被采用.通過對復(fù)雜的鑄鋼節(jié)點(diǎn)的受力性能和工作狀態(tài)分析研究認(rèn)為:在設(shè)計(jì)荷載作用下,鑄鋼節(jié)點(diǎn)處于彈性工作狀態(tài),其應(yīng)力峰值出現(xiàn)在管件交匯處. 通過對鑄鋼節(jié)點(diǎn)極限承載能力分析發(fā)現(xiàn),節(jié)點(diǎn)失效的位置與彈性分析的位置不同.彈性分析以彈性階段最大應(yīng)力出現(xiàn)的位置作為鑄鋼節(jié)點(diǎn)的薄弱位置,即失效破壞位置,在管件交匯處.分析表明,節(jié)點(diǎn)失效的控制位置經(jīng)塑性區(qū)開展后發(fā)生變化,出現(xiàn)在管件上.因此,只有對鑄鋼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行極限狀態(tài)分 析,才能真正認(rèn)識(shí)節(jié)點(diǎn)的破壞機(jī)理和破壞形式,為鑄鋼節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)、制造和安裝以及運(yùn)行提供科學(xué)依據(jù). 對鑄鋼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行極限狀態(tài)分析時(shí),不僅要考慮材料非線性問題,由于塑性區(qū)開展過程產(chǎn)生的累積塑性應(yīng)變很大,因此還需考慮大應(yīng)變的幾何非線性問題.這樣的分析結(jié)果更為符合實(shí)際.
隨著建筑技術(shù)的發(fā)展,新型結(jié)構(gòu)及大跨結(jié)構(gòu)體系(如體育場館、機(jī)場航站樓、會(huì)展中心等)在工程建設(shè)領(lǐng) 域應(yīng)用越來越廣泛,構(gòu)件之間的節(jié)點(diǎn)連接方式也日趨復(fù)雜. 近年來發(fā)展起來的鑄鋼節(jié)點(diǎn),因其特別適用于空 間結(jié)構(gòu)中幾何形式復(fù)雜、桿件匯交密集、受力集中的部位,同時(shí)具有各向同性、勻質(zhì)性好等優(yōu)點(diǎn),可以避免大 量焊縫引起的熱影響區(qū),緩解應(yīng)力集中,改善構(gòu)件的抗疲勞性能,故在國內(nèi)外很多重要工程被廣泛應(yīng)用.
