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随着空间结构的发展,结构的跨度越来越大,型式也相应增多,特别是近年来,新型结构体系不断的出现,使得结构中构件与构件间节点的连接方式日趋复杂,传统的焊接球节点、钢管相贯节点等各种节点型式已不能完全适应现代钢结构的发展。众所周知,节点构造的好坏对结构的传力途径、制作安装、工程进度及工程造价都有相当大的影响,因此寻找受力合理、施工简便、造价低的节点型式已实际地摆在广大工程技术人员面前。随着铸造工艺的提高,铸钢节点以其合理性与实用性越来越受到工程界的关注。在国外,特别是德国、日本等发达国家,铸钢节点已得到非常广泛的采用;国内铸钢件的应用才刚刚兴起,近几年来,在一些大跨度结构中,对受力复杂的关键部位采用了该节点型式,取得了良好的经济效益和社会效益。目前,我国对建筑用铸钢节点的研究还很缺乏,为了适应该种节点的发展,对其进行理论分析与试验研究已成为当务之急。
以重庆江北国际机场新建航站楼选用的部分大型铸钢件为研究对象。通过对该航站楼主、次桁架和柱脚大型铸钢节点在五种工况下的现场跟踪测试,得到试件表面应力测试值,并运用大型通用有限元程序ANSYS,利用其强大的计算功能和丰富的特殊单元,对铸钢节点进行建模和分析,获得实测点位置的应力计算值。在试验值和有限元分析值相互印证的情况下,以有限元分析的结果推断铸钢节点内部的应力状况。此外,还模拟了带缺陷工作的铸钢节点的应力状态,结合试验和有限元分析,对这些节点的承载安全性做出肯定评价,并为建筑铸钢件有关标准制定、材料、制作技术和结构设计起到一定的促进作用。