铸钢节点以其良好的受力性能和较强的适应能力应用于大跨度空间结构,然而到目前为止尚没有成熟的设计方法。在无成熟设计理论的情况下,要推广这一新型节点,除了进行详细的有限元分析以外,还需要借助于试验的手段,对节点的破坏形态、应力分布等情况进行深入研究,同时,检验有限元计算模型的可靠性。因此,对于大型铸钢节点在实际荷载作用下的应力状态有必要进行试验研究。 本文通过对广州某歌剧院工程中的铸钢节点进行了足尺试验研究,得到了试验荷载作用下的节点表面应力大小和分布规律。对铸钢节点在试验荷载作用下的受力性能进行有限元分析,得到应力大小和分布规律,并与试验实测结果进行比较,二者符合较好,从而验证了节点有限元分析的可靠性,为今后对铸钢节点的理论研究提供可靠依据。在此基础上,对铸钢节点进行非线性有限元分析,得到广州某歌剧院铸钢节点在设计工况荷载下的极限承载力,验证了节点设计的安全性。以弹塑性分析理论为基础,运用非线性有限元分析方法,分析了几十种不同规格的方管圆筒铸钢节点单向受压状态下的受力特性,得到了节点的应力分布规律与破坏模式,揭示了影响节点承载力的主要因素,并建立了节点的极限承载力计算公式。最后,本文还对铸钢节点有待进一步研究的问题提出了几点建议。