由于铸钢节点的钢管相贯处是在厂内整体浇铸成型的,可免去相贯线切割及重叠焊缝焊接引起的应力集中,使钢结构受力更加合理,整体结构更加稳定.克服了大量集中焊接造成的应力对整体结构带来的不利影响.
铸钢节点具有良好的适应性,可根据建筑需要生产出具有复杂外型和内腔的节点,一般铸钢节点为实心,仅在接口处局部挖空,即使全为空心,也比钢管或钢板厚,可按受力状况采用最合理的截面形状,从而改善节点的应力分布,承载能力高、抗变形能力强.
由于避免了焊缝叠加,使钢结构更加简洁、流畅、制作外形美观、尺寸准确,可塑性强,能够充分表达建筑师的设计思想及对美关的需求.
铸钢节点的应用范围广,不受节点的位置、形状、尺寸的-,可以铸成空间任意形状,使任何形状的建筑造型都可以成为现实,既可用于结构上、中部节点,也可用于支座节点.
由于铸钢节点是在工厂内制作完成的,大大的减少了高空作业的工作量,使整体建筑成本降低,整体工程质量提高,并且大大降低了高空作业对施工人员带来的危害.
随着铸造工艺水平的提高,铸钢节点在现代空 间结构中表现出造型优美、受力明确、传力直接、承 载安全等特点,越来越受到工程界的青睐.特别是在构件体型大、多根杆件交汇复杂、呈不规则状的相交节点处,若采用常规的节点焊接方式,由于焊缝过于集中必然导致焊接应力过大,且复杂的相贯线给节点的制作也造成了很大困难.铸钢节点以其良好的适用性及其独特的整体浇铸特点,免去了相贯线切割及重叠焊缝的应力集中问题.铸钢节点材料化学成分严格-了C、S、P的含量,具有良好的塑性和韧性,抗震性能较常规的焊接节点有显著提高.因其特有的性能,铸钢节点已被广泛运用于桥梁、剧院、体育馆等大跨度结构中.
由于铸钢节点的优异特性,在现代空间结构中越来越广泛地被采用.通过对复杂的铸钢节点的受力性能和工作状态分析研究认为:在设计荷载作用下,铸钢节点处于弹性工作状态,其应力峰值出现在管件交汇处. 通过对铸钢节点极限承载能力分析发现,节点失效的位置与弹性分析的位置不同.弹性分析以弹性阶段最大应力出现的位置作为铸钢节点的薄弱位置,即失效破坏位置,在管件交汇处.分析表明,节点失效的控制位置经塑性区开展后发生变化,出现在管件上.因此,只有对铸钢节点进行极限状态分 析,才能真正认识节点的破坏机理和破坏形式,为铸钢节点的设计、制造和安装以及运行提供科学依据. 对铸钢节点进行极限状态分析时,不仅要考虑材料非线性问题,由于塑性区开展过程产生的累积塑性应变很大,因此还需考虑大应变的几何非线性问题.这样的分析结果更为符合实际.
随着建筑技术的发展,新型结构及大跨结构体系(如体育场馆、机场航站楼、会展中心等)在工程建设领 域应用越来越广泛,构件之间的节点连接方式也日趋复杂. 近年来发展起来的铸钢节点,因其特别适用于空 间结构中几何形式复杂、杆件汇交密集、受力集中的部位,同时具有各向同性、匀质性好等优点,可以避免大 量焊缝引起的热影响区,缓解应力集中,改善构件的抗疲劳性能,故在国内外很多重要工程被广泛应用.
