铸钢材料具有良好的力学性能,其强度高、塑性好、韧性好、适用性强,逐渐在建筑结构中得到了广泛应用,其主要形式为铸钢节点,通常用在一些重要场馆的关键受力位置。在一定程度上来说,铸钢节点的安全性决定着整个结构的可靠性。铸钢支座是一种特殊的铸钢节点,国内外应用铸钢支座的工程还比较有限。大跨度钢结构与重型钢结构中,由于温度效应的组合,支座通常要承受巨大的压力、拉力、剪力组成的复杂荷载工况,因此常规的铸钢支座已无法满足设计要求。万向铰支座具有万向承载和转动的能力,研究一种安全可靠、易于生产的重型铸钢万向铰支座形式可以很好地满足支座超强抗压、抗拉、抗剪并且万向转动的设计要求。国家海洋博物馆中应用了这种新型铸钢万向铰支座共150个,按照承载能力等级的大小顺序分为ABC三类,本文以国家海洋博物馆钢结构为背景,采用数值模拟分析、试验研究以及现场监测等方法,对国家海洋博物馆中应用的铸钢万向铰支座进行了分析研究,为大跨度钢结构铸钢节点的工程应用提供借鉴和参考。对重型铸钢万向铰支座进行了足尺静力试验,通过试验设计解决了支座倾斜部位加载困难的问题,最终实现了12600kN的试验荷载加载。试验表明该支座受力明确、性能可靠。采用三维实体建模软件SOLIDWORKS建立了支座的三维几何模型,导入到ANSYS中生成有限元模型,考虑材料非线性、几何非线性以及不锈钢表面与聚四氟乙烯板之间的接触行为进行了数值分析。与试验结果的对比表明该有限元建模方法能够很好地模拟支座的力学性能。对ABC三类支座进行了有限元分析,验证了其在不利荷载工况下的可靠性。研究了不利荷载下的应力分布特点、塑性发展过程、极限承载力和破坏模式,分析表明该节点性能可靠,具有较大的安全储备,可应用于实际工程。对该工程悬挑端杆件和A类支座进行了现场监测,通过应变和变形的监测评估悬挑端在施工过程中的受力水平,为安全施工提供保障。