大型铸钢节点加载试验研究

第39卷第1期2009年1月　东南大学学报(自然科学版)JOURNAL O F SOU THEAST UN I V ERS ITY (N atural Science Edition )V ol 139N o 11Jan .2009复杂铸钢节点受力性能试验研究王永泉　郭正兴　罗　斌　张　晋　顾洪波(东南大学土木工程学院,南京210096)摘要:为掌握某机场连接楼桁架结构中铸钢节点在最不利设计工况下的受力性能,采用有限元数值分析方法并结合试验手段,对具有12根多方向支管空心铸钢节点的受力性能进行了研究.试验反力架设计为自平衡受力钢框架体系,试验荷载为112倍最不利设计工况荷载,采用12台液压千斤顶进行了3次同步分级加载,测试了铸钢节点核心区和各支管的应力及主要支管的端部变形.测试结果显示,加载过程中应力变化均呈线性,且卸载后主要支管端部变形以及各测点应变均能够恢复初始值.铸钢节点在试验荷载下仍处于弹性受力阶段,测试结果与有限元分析结果基本吻合.结合有限元分析与试验手段可全面把握复杂铸钢节点的应力分布规律及极限承载力,并判定其在最不利设计工况下的安全度.关键词:铸钢节点;试验;多支管;有限元;极限承载力中图分类号:TU 39213 文献标识码:A 文章编号:1001-0505(2009)0120047206Exper i m en t a l study on m echan i ca l perfor mance of co m plex ca st steel jo i n tW ang Yongquan G uo Zhengx ing L uo B in Zhang J in G u H ongbo(School of C ivil Engineering,Southeast U niversity,N anjing 210096,China )Abstract:To fully grasp the m echanical perfor m ance of the cast steel join t w ith 12branch p i pes un 2der the m ost unfavo rab le conditions,w h ich is used in an air port ter m inal structure,both experi m ent m eans and the finite elem ents m ethod w ere em p loyed .The experi m ental coun terfo rce fram e w as de 2signed as self 2balancing steel fram e system ,the test load is 112ti m es of the m ost unfavorable design load,and the hydraulic synchronous m ulti 2stage loading system w as em p loyed has load ing 3ti m es .The stress variation and the end defor m ation of the cast steel join t w ere m easured .The test results in 2dicate that the stress variation is linear,and the defor m ation of each m easu ring point can reset initial value after un loading .The cast steel joint is still in the range of elasticity under the test load .The re 2sults of fin ite elem ent analysis are consisten t w ith the experi m ental data .A s a resu lt,com bining test w ith finite elem ent m ethod can fully grasp the stress distribution law of the com p licated jo int,and the security of cast steel joint can be esti m ated .Key words:cast steel joint ;experi m en t ;m ulti 2b ranch p ipe;finite elem en t ;ulti m ate strength收稿日期:2008205220.　作者简介:王永泉(1981—),男,博士生;郭正兴(联系人),男,教授,博士生导师,guozx 196508@.引文格式:王永泉,郭正兴,罗斌,等.复杂铸钢节点受力性能试验研究[J ].东南大学学报:自然科学版,2009,39(1):47-52. 近几年,伴随着国内大型会展中心、体育场、飞机场等公共建筑的大量修建,大跨度钢结构的结构形式越来越新颖,构造越来越复杂,带来了连接节点形式的多样化.为避免采用传统焊接工艺在复杂节点区域产生较大的残余应力,并满足结构受力、构造和施工需要,铸钢节点在大跨空间钢结构中的应用越来越广泛[1-2].鉴于铸钢节点的大量应用,国内外学者已经开始对不同形式铸钢节点的力学性能、承载力试验以及有限元分析方法进行了研究[3-9],为编制国内的铸钢节点技术规程积累了大量的资料.本文结合某机场连接楼部位复杂铸钢节点进行了多方向、大吨位铸钢节点的实物加载试验研究,介绍了满足空间多支管循环加载的方法,并将试验结果与有限元分析结果进行了对比分析.同时,结合弹塑性分析所得出的荷载-位移与荷载-应力曲线确定了该铸钢节点的极限承载力.1　试验背景某机场连接楼钢结构形式复杂,采用了大跨度的管桁架结构形式,在其主桁架中部与混凝土柱相连的支座部位连接杆件多达12根,杆件内力较大且节点区应力复杂.考虑到焊接节点将带来较大的结构次内力,该支座部位桁架节点采用了铸钢节点形式(见图1).由于该节点位于结构的重要位置,且在不同工况条件下节点应力变化幅度大,其承载能力直接影响到整个结构的安全性.因此,需对该节点进行受力性能研究,该铸钢节点的力学性能见表1.图1　铸钢节点支管编号表1　铸钢节点的力学性能铸件壁厚/mm 屈服强度/M Pa 抗拉强度/M Pa断后伸长率/%冲击功/J ≤50≥300500～650≥22≥55>50≤100≥260500～650≥22≥55>100≤160≥260500～650≥22≥40>160≥240500～650≥22≥40　注:牌号为Gs 220M n 5N;热处理状态为正火. 通过铸钢节点实体模型(见图2)承载力的有限元分析能够全面考查其应力分布,且不受加载吨位限制,可进行极限承载能力分析并判断其安全性.但有限元分析无法准确考虑材料的不均匀性、本构关系的不确定性、几何尺寸偏差、构造细部、内部铸造缺陷及残余应力等因素,所以有必要进行足尺试验,实测节点在试验荷载下的应力状态,验证有限元分析结果.因此,采用有限元分析并结合试验手段对该节点受力性能进行研究.试验中,测试铸钢节点的应变及变形,并与有限元分析结果进行对比,能够更加全面地了解铸钢节点在试验荷载下的应力分布规律.图2　铸钢节点有限元模型2　试验内容及测点布置2.1　测试内容 根据有限元分析与设计要求,确定出试验荷载为112倍最不利设计工况下的荷载.测试内容主要包含两大部分:①支杆和核心区的应力应变;②主要支杆的端部变形.212　测点布置根据测试要求、有限元初步分析结论及圣维兰原理,确定出应变及变形测点的布置原则,力求能通过测点数据反映铸钢节点的力学行为,同时能够有效地捕捉到节点上的应力极值,并能大致了解节点应力分布规律及变化趋势.试验时,根据不同测试部位和应力应变的变化特征,采用单向应变片测试各支杆的应变、三向应变片测试核心区的应变[10];采用百分表测试铸钢节点核心支杆端部的变形.各支管单向应变片的布置见图3.图3　各支管单向应变片测点布置(单位:mm )铸钢节点各支管交汇的核心区应变复杂且应力变化梯度大.由于其应力迹线复杂,难以通过布置单向应变片测试其应力状态,因此采用三向应变片测试核心区域的应变,然后根据理论计算公式84东南大学学报(自然科学版) 第39卷　σ12=E 2ε1+ε31-ν±11+ν2(ε1-ε2)2+2(ε2-ε3)2(1)推算出应变花所测平面内σ1及σ2.在每根支管根部沿管径布置4组三向应变片,同时,在a 0,a 1,a 2支管的两外侧面各布置3组(见图4).图4　a 0,a 1,a 2支管三向应变片测点布置由于a 0,a 1,a 2支管的加载力大,根据节点的实际受力状态,以铸钢节点的球铰支座处为不动点,对其端部沿各管件轴向变形采用百分表进行监测(见图5).图5　a 0,a 1,a 2支管变形测点布置根据测试需要,总计布置了58片单向应变片,49组三向应变片,共107个应变监测,3个变形测试点.3　试验加载3.1　加载反力架设计 根据试验加载框架的设计原则:在试验最大荷载作用下,加载反力架需要满足强度和刚度要求,并保证有足够的安全储备,还必须兼顾提供各支管加载牛腿(千斤顶反力作用面)的定位.本次试验最大加载力为最不利设计工况荷载的112倍,加载吨位大,加载杆件多达12根且方向复杂.经分析比选,将反力架设计为自平衡体系,在各支管平面内的加载反力梁均设计为箱形截面,同时为保证箱形梁不出现钢板的局部屈曲,选用30mm 厚钢板制作并在千斤顶加载点处设置加劲肋.试验结果证明,该自平衡加载反力架满足了多方向、大吨位加载的需要(见图6).图6　铸钢节点加载312　试件制作铸钢节点在工厂加工完成之后,对每根铸钢件支管用钢管行接长,以便于加载千斤顶的布置.试件制作完成后,对铸钢件进行了超声波探伤.待试件运至实验室后,组拼加载反力架,并在接长的钢管末端焊接封头钢板,作为千斤顶施加压力的加载面.3.3　加载设计该铸钢件在最不利荷载工况下,各支杆所受的荷载均为压力,因此加载方式并不复杂,通过在各支管端面与反力架箱形梁之间布置千斤顶,并保证其与加载端面垂直即可实现加载(见图6).其中,支管a 0的加载设备为250t 液压千斤顶,支管a 1,a 2,a 3,a 6为150t 液压千斤顶,支管a 11为10t 机械千斤顶,其余各支管均采用23t 液压千斤顶,各支管试验加载值及截面见表2.表2　各支管试验加载荷载支管编号试验荷载/kN支管截面a 02280<245mm×40mm a 11019<245mm ×30mm a 21154<245mm ×30mm a 31163<127mm ×25mm a 462<127mm ×25mm a 570<127mm ×25mm a 61163<127mm ×25mm a 762<127mm ×25mm a 870<127mm ×25mm a 9179<127mm ×25mm a 10179<127mm ×25mm a 1112<127mm×25mm94第1期王永泉,等:复杂铸钢节点受力性能试验研究 正式加载之前先进行预加载,循环3次[10]以消除节点间隙等不利因素对测试结果的影响.正式加载亦采用循环3次加载,每次循环分为12级并采用同步逐级加载,为使结构在荷载作用下的变形得到充分发挥并达到基本稳定,每级荷载保持3 m in后采集应变和变形数据.每次循环卸载后再次读取数据,确定残余应变和残余变形量.4　试验成果分析4.1　测试结果分析 有限元数值分析结果显示,在试验荷载作用下各支管的应力均处于弹性范围以内,并且3次循环加载测得的各支管测点处应变值均呈线性变化,因此可根据σ=Eε计算出支管各测点的表面应力.由于各支管受力状态仅为轴向压力,各测试截面的测点应变值相近,a,a1,a2支管仅绘制了测试截面处夹角为90°的2个测点应力随加载等级变化的曲线,见图7(a)、(b),支管a3～a11仅绘制了测试截面处的单测点应力随加载等级变化的曲线(见图7(c),ai2n 表示a i支管测点n).测试结果显示,支管a的最大压应力为15619 M Pa,a1为12611M Pa,a2为17616M Pa,a3～a11各支管的最大压应力为22418M Pa,加载过程中各测点应力随加载等级基本呈线性变化.另外,由图7(a)、7(b)可以得出,各测点截面处4个应变片所测得的应力结果有差异,其主要原因包括铸钢件浇铸过程中难以保证各支管截面的壁厚处处相等,另外,加载过程中千斤顶难以精确对中,各支管截面存在偏心力矩的作用.核心区的表面应力状态为双向应力,采用三片直角式应变花[10]测得各测点的应变值后,根据变形条件和广义虎克定律,由式(1)[10]计算出各测点的第一主应力(σ1)和第二主应力(σ2).然后采用畸变能密度准则σr4=12[(σ1-σ2)2+(σ2-σ3)2+(σ3-σ1)2](2)计算其等效应力,并与AN SYS中V on M ises等效应力计算结果进行对比.试验所测得的数据为平面应变,据此推导出的σ1和σ2为平面主应力,因此计算测点处的等效应力时,式(2)中的σ3取值为0,而σ1和σ2则取3次循环加载所得主应力的平均值.测试结果显示核心区的应力随加载等级的变化基本呈线性变化,铸钢件核心区各测点的应力在图7　各支管随加载等级应力变化曲线(单向应变片)试验工况下均处于弹性范围以内,最大等效应力为21016M Pa.图8(a)表示核心区4个主要测点的等效应力随加载等级的变化曲线,图8(b)表示其中2个测点的主应力σ1和σ2随加载等级的变化曲线.根据测试结果,绘制了铸钢节点a,a1,a2支管的端部沿支管轴向变形随加载过程的变化曲线(见图9).结果显示,各支管端部的变形随加载过程基本呈线性变化,且变形量大小关系为Δa0>Δa2 >Δa1,符合实际受力状态.412　试验结果与有限元对比分析根据铸钢节点的几何尺寸建立AN SYS分析模型,取试验荷载进行分析.为便于对比,仅根据各个支管实际单向应变片测点位置提取有限元分析结果,并将分析结果与试验值进行比较,对比结果见表3.05东南大学学报(自然科学版) 第39卷图8　核心区随加载等级应力变化曲线图9　支管端部变形曲线表3　计算结果与试验结果比较支管编号计算应力/M Pa实测应力/M Pa 实测应力与计算应力比值a 0-80104-114191144a 1-50137-52161104a 2-57102-43170177a 3-244142-213180187a 4-17189-25131141a 5-19124-16110184a 6-244115-224180192a 7-17184-21131119a 8-181968-21101111a 9-22136-30191138a 10-22139-45152103a 11-11875-1191101 在试验荷载作用下,a 0,a 4和a 9支管的实测应力超过计算应力40%左右,其余除a 10支管的实测应力超出较多外,各支管的实测应力与计算应力符合较好.总体来说,有限元计算值与试验值较为接近,仅个别支管应力差别较大,这主要是计算模型与试验模型有差异,试验中存在偏心加载且a 9,a 10支管较长所致,同时,试验测得的应力值为铸钢节点表面应力值,测试结果受铸钢件自身制作质量的影响较大.413　节点极限承载力试验结果与有限元数值计算结果对比分析显示,有限元分析能够作为对铸钢节点极限承载能力判断的补充.因此,基于上述有限元模型计算该铸钢节点的极限承载力,计算过程中定义铸钢节点材料的屈服强度为300M Pa,并服从V on M ises 屈服准则.材料的应力-应变曲线定义为具有一定强化刚度的二折线模型,即双线性随动强化模型.按照等比例加载原则,施加10倍的试验荷载于铸钢各支管上,计算过程中采用自适应下降的收敛技术跟踪极值点.由于各级荷载作用下核心区的节点应力与各支管相比均较大,因此根据铸钢节点弹塑性有限元分析结果,仅绘制出核心区典型节点随加载等级变化的应力曲线及变形曲线(见图10).图10　核心区铸钢节点弹塑性分析结果铸钢节点达到极限承载力时表现为变形过大,无法继续承载.因此,根据核心区节点随加载等级的变形曲线转折点,确定出该铸钢节点的极限承载力为试验荷载的217倍,为最不利工况设计荷载的3124倍,根据《铸钢节点应用技术规程》C ECS 235:2008的铸钢件设计要求,该铸钢节点设计较为合理,具有足够的安全度.15第1期王永泉,等:复杂铸钢节点受力性能试验研究5　结论1)根据试验测试结果可得,铸钢节点各支管端部主要受轴力作用,且最大应力值均小于钢材的屈服强度.试验测得的σ1,σ2值在加载过程中基本呈线性增加,个别测点的主应力与加载的线性关系较差,测试过程中受试验误差影响较大,但这些测点的主应力与铸钢件屈曲应力相比较小,不影响铸钢节点的极限承载能力的判定.2)3次循环加载试验结果显示,卸载之后铸钢件各测点应变值均能恢复其初始值,该铸钢件核心支管的端部变形在加载过程中也呈线性变化,卸载之后支管端部变形均能恢复其初始值,说明试验荷载作用下铸钢节点仍处于弹性受力状态.3)试验测得铸钢节点各支管的同一测试截面处4个单向片测点应力值略有差异,主要由于铸钢件支管测试截面处难以保证壁厚完全相同,且加载时反力架有所变形及存在偏心加载所致.4)有限元计算分析结果与试验结果略有差异,但基本能够反映出铸钢节点在荷载作用下的应力整体分布状况以及随加载过程的变化趋势,便于设计人员对铸钢节点的整体把握,因此,对重大工程的铸钢节点承载能力宜结合有限元分析和节点试验最终确定.参考文献(References)[1]Tong L ew ei,Zheng H ongzhi,C hen Y iyi.C om parisonbet w een a cast steel joint and a w elded circular hollowsection joint[J].W elding in the W 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高强钢管混凝土T型节点试验研究发布时间：2023-01-04T07:22:03.212Z 来源：《建筑创作》2022年第17期作者：张启航[导读] 为探究Q420这种高强度钢材用于钢管混凝土节点时对管节点力学性能的影响，本文通过7个高强钢管混凝土T型节张启航西华大学摘要：为探究Q420这种高强度钢材用于钢管混凝土节点时对管节点力学性能的影响，本文通过7个高强钢管混凝土T型节点和1个空管T 型节点试件进行静力加载试验。

分别以主管宽厚比γ，支主管外径比β，支主管厚度比τ为变量，对试件的受力过程、破坏形态以及荷载-位移曲线、荷载-应变曲线进行了探讨分析，相关成果可供工程设计参考。

关键词：高强度钢管；钢管混凝土；T型节点；试验；1 研究概况近十多年钢管混凝土桁架节点的研究中［1－2］，多是在普通钢管的主管和支管内浇灌混凝土，以达到提升管节点刚度和承载力的作用，空间尺度和载荷不断增加，因此本文探究Q420钢管混凝土T型节点的受力过程和力学性能影响，通过系列试件的静力压弯试验研究，对试验数据进行了相关处理，分析了该方程在类似实际工程结构中的可行性。

1.1 试件设计本次试验共设计了8根试件，其中CHS为空钢管T型节点试件，用于提供空钢管极限承载力试验值，其余7个高强钢管混凝土T型节点在主管内均灌入了C40强度的混凝土，节点的主管为方形管，节点支管为圆形管。

8个节点试件的支主管均采用Q420无缝钢管制作，支管采用围焊角焊缝垂直焊接于主管上翼缘中央。

所有试件主管的D和L分别为110mm和660mm；试件CS1~CS5支管d和l分别是89mm和200mm；试件CS6支管d和l分别为80mm和200mm；试件CS7、CHS支管d和l分别为60mm和200mm，其中D×L表示主管的宽度和长度，T是主管厚度；其中d×l表示支管的宽度和长度；CS1~CS3的主管厚度为6mm，CS4的主管厚度为5mm，CS5~CS7及CHS的主管厚度为4mm；CS1支管厚度为6mm，CS2和CS4的支管厚度为5mm，其余试件支管厚度均为4mm；由以上参数可得出每个试件的τ、β、γ，其中τ为试件支管主管厚度比t/T，β支主管外径比d/D，γ为主管宽厚比。

铸钢节点的疲劳性能与设计研究的开题报告一、研究背景随着钢结构在建筑和桥梁中的广泛应用，节点作为钢结构中的重要组成部分，承载着极其重要的作用。

疲劳性能是材料和构件持久性能的基本特征之一，也是评估钢结构抗风、抗震、抗地震等性能的重要指标。

因此，对于节点的疲劳性能研究，对保障钢结构的安全可靠具有十分重要的意义。

二、主要内容本课题将围绕铸钢节点的疲劳性能展开研究工作，主要内容如下：1.文献综述。

通过查阅相关文献，了解当前铸钢节点疲劳性能研究的现状，总结国内外的研究成果和经验，分析节点的疲劳破坏机理和因素，为后续的研究工作提供理论和实践基础。

2.试验研究。

通过自主设计和制造转换段型钢节点试验件，开展静力试验和低周疲劳试验，模拟节点在外部荷载作用下的受力和变形情况，获取节点的疲劳性能数据和疲劳寿命，并进行数据分析和对比。

试验结果将为节点的疲劳性能设计提供实验数据支持。

3.数值模拟。

采用有限元方法建立铸钢节点的数值模型，计算节点在不同荷载情况下的应力、应变和变形等力学参数，分析节点的疲劳寿命和疲劳破坏机理。

数值模拟结果将为节点的疲劳性能设计提供理论计算支持。

4.节点疲劳性能设计。

结合试验和数值模拟结果，制定节点的疲劳性能设计规范和标准，明确钢结构设计中节点疲劳性能的重要性和细节要求，为实际工程中节点疲劳性能设计提供参考。

三、预期成果本课题主要预期成果如下：1.对于铸钢节点疲劳性能研究领域的深入了解，并了解国内外的研究进展。

2.通过静力试验和低周疲劳试验，获取节点的疲劳性能数据和疲劳寿命，并进行数据分析和对比。

3.采用有限元方法建立铸钢节点的数值模型，计算节点在不同荷载情况下的应力、应变和变形等力学参数，分析节点的疲劳寿命和疲劳破坏机理。

4.制定节点的疲劳性能设计规范和标准，并为实际工程中节点疲劳性能设计提供参考。

四、研究意义通过本课题的研究，可以进一步深入了解铸钢节点的疲劳性能，制定节点疲劳设计方法和规范标准，提高节点在钢结构设计中的应用安全性和可靠性。

大型钢桁架结构铸钢节点制作研究本文以金沙江路真北路人行天桥新建工程钢结构铸钢节点为实例，介绍了铸钢节点的深化设计和制作工艺，确保铸钢节点的精度、铸造质量满足设计和规范要求，值得类似工程推广应用【标签】钢结构；桁架体系；铸钢节点；热处理一、工程概况金沙江路真北路人人行天桥主桥为钢结构空间管格构桁架体系，内外侧面为不规则双向倾斜，空间桁架多节点交汇，杆件有相贯连接，焊接连接，高强螺栓连接多种形式。

构件数量多，空间结构复杂。

本工程的上弦节点为钢管多支交汇节点，为避免多支钢管相贯焊接节点应力太大和焊接的不便，设计上采用了铸钢节点，设计要求铸钢件的材质性能应等于或优于Q420Qd，铸钢节点壁厚不小于40mm，铸钢杆件最小长度不小于1米。

在建筑钢结构铸钢节点的深化设计、模型制造、铸造及质检等过程中，将严格控制每一生产过程，确保提供高品质的铸钢节点。

铸钢节点的生产是集计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测量（CAM）及先进的铸造工艺和技术为一体的高科技产品。

本公司将选择具有综合科技优势的专业生产单位，确保铸钢节点高品质。

二、深化设计充分发挥在铸造领域中的技术优势，结合近年来铸钢节点深化设计的实际经验，运用计算机辅助设计（CAD），在钢结构铸钢节点的深化设计中，在体现建筑师的设计思想、符合结构设计的要求的前提下，满足铸造生产，确保铸钢节点高品质。

三、铸造生产3.1 模型制作模型的设计与制造是铸钢节点制作的关键步骤。

铸造中常用的模型制作方法有：木模型、蜡模型、金属型、消失模。

其中，蜡模型只适用于小件生产，金属型适用于大批量生产。

根据项目的特点，选择适用于本项目铸钢节点的模型制作。

3.2 铸造工艺铸造工艺是获得良好铸钢节点制作的重要环节之一，根据铸钢节点结构的特殊性，借助模拟凝固软件，制定合理的铸造工艺是铸件能否成功的关键因素。

1、涂料：涂料是为了增加型砂抵抗金属液的冲刷和侵蚀作用，防止铸件表面产生机械或化学粘砂获得表面光洁的铸件。

铸钢节点有限元分析和实例探讨一、前言铸钢节点作为一种新兴的节点形式，具有结构多样化、外形美观、良好的加工性能以及良好的适应性，已广泛应用于大跨度空间钢结构，大型钢结构建筑、桥梁等工程中。

在国外，特别是在德国、日本等发达国家，铸钢件节点已得到非常广泛的应用，国内近年来在一些大型钢结构建筑、桥梁等工程中逐渐得到推广应用。

如国家体育馆钢屋盖工程、郑州国际会展中心、广州歌剧院钢结构工程、安徽体育中心主体育场、无锡科技交流中心等工程中关键部位均采用铸钢节点。

由于铸钢节点受力和造型相当复杂，因此，分析模型的正确建立以及对分析模型边界条件的真实模拟是节点受力分析的难点和关键点。

需要根据实际情况建立节点的实体三维模型，并根据一定理论依据对模型的边界条件做相应的简化假定，以求在简便计算的同时最大限度的模拟实际中复杂的边界条件，从而完成对铸钢节点的受力分析。

本文结合某主题馆钢结构工程中的铸钢节点设计实例，对大型铸钢节点的设计基本原则及受力进行了初步研究与分析。

通过ANSYS研究铸钢节点在设计荷载作用下应力的发展、变化过程及节点变形，对其承载安全性作出判断，在此基础上得到一些有益的结论。

二、铸钢节点选取1、节点选取本文所研究的节点位于张弦桁架下弦杆、腹杆及拉索的交汇点，下弦杆与五根支管相连。

该节点是由多根钢管以不同的空间角度汇聚于一点，构造形式比较复杂，因此节点受力复杂，加工制作难度极大。

鉴于该节点受力的特殊性和重要性，有必要对其在设计荷载作用下工作状态进行分析。

根据设计方案该节点为铸钢节点，材料为ZG310-570铸钢，质量执行《一般工程用铸造碳钢》（GB11352）标准中的有關规定，详见下表1：2、基本假定由于铸钢节点所用钢材具有良好的线弹性性能，结合《钢结构设计规范》（GB50017—2003）的规定，本文采用以下分析假定[1]：（1）只考虑节点在弹性状态下的单独受力状态；（2）不考虑几何非线性；（3）在节点与拉索连接处，采用传力杆，以传力杆传递拉索拉力.拉索的拉力以面力形式施加于传力杆端面，受力模型见下图1中7号杆.三、铸钢节点有限元分析1、计算模型对于比较复杂的模型在ANSYS中建模非常困难，可以采用Pro/E、SolidWorks、UG、AUTOCAD等CAD制图软件进行实体建模，利用它们和ANSYS 之间的数据接口导入ANSYS中。

Industrial Construction Vol.40，No.9，2010工业建筑2010年第40卷第9期105檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮殑殑殑殑综述钢管桁架结构铸钢焊接节点疲劳性能研究进展彭洋1童乐为1Zhao Xiao-Ling 1，2（1.同济大学建筑工程系，上海200092；2.Monash 大学土木系，墨尔本3800，澳大利亚）摘要：空间钢管桁架经常需要采用铸钢件来解决复杂节点的焊接问题。

在桥梁、海洋石油平台、风力发动机塔架等疲劳荷载起控制作用的结构中，铸钢件－热轧钢管之间的焊接疲劳性能是需要特别关注的问题。

详细介绍国际上铸钢焊接节点在工程的应用、铸钢件材料以及与钢管焊接节点的疲劳性能的研究进展，对一些相关问题进行讨论，指出铸钢焊接节点需要进一步研究的疲劳问题，以期促进我国铸钢焊接节点的工程应用和设计。

关键词：管桁架；铸钢件－钢管焊接节点；疲劳强度；应用与研究RESEARCH DEVELOPMENTS IN FATIGUE BEHAVIOUR OF WELDED CASTSTEEL JOINTS IN TUBULAR TRUSSESPeng Yang 1Tong Lewei 1Zhao Xiao-Ling 1，2（1.Department of Building Engineering ，Tongji University ，Shanghai 200092，China ；2.Department of Civil Engineering ，Monash University ，Melbourne3800，Australia ）Abstract ：Welded tubular joints are often used as the main structural components in road and railway infrastructure ，offshore platforms and supporting frames of wind turbines ，where fatigue is a major concern.Cast-steel joints become an attractive solution to fatigue problems in tubular trusses.The fatigue behaviour of welded cast steel to hot-rolled tubes is the key research focus.This paper provides a summary of the application of welded cast steel joints ，the material properties of cast steel and recent development in fatigue behaviour of welded cast steel joint.Future directions are pointed out for this research field in order to promote the application and design of such innovative joints in China.Keywords ：tubular trusses ；cast steel-tube welded joints ；fatigue strength ；application and research注：Zhao Xiao-Ling 为同济大学长江讲座教授。