鑄鋼節(jié)點(diǎn)在鋼結(jié)構(gòu)中的重要作用
隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展，為了滿足建筑造型及功能要求，新型建筑體系不斷出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)跨度愈來(lái)愈大，這將使連接各構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)形式已不能滿足現(xiàn)代結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求 。鑄鋼節(jié)點(diǎn)作為我國(guó)新興的節(jié)點(diǎn)形式以其特有的優(yōu)點(diǎn)在鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用中顯示出合理性與適應(yīng)性 ，不僅解決了焊接球節(jié)點(diǎn)由于結(jié)構(gòu)跨度的增大使球徑過(guò)大的困難 ，而且可解決鋼 管相貫節(jié)點(diǎn)由于進(jìn)行相貫線的切割導(dǎo)致施工不便的問(wèn)題 。隨著鑄造工藝的提高，鑄鋼節(jié)點(diǎn)在鋼結(jié)構(gòu)中將得到日趨廣泛的應(yīng)用。然而我國(guó)對(duì)這方面的研究很少，還沒(méi)有相關(guān)文獻(xiàn)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面系統(tǒng)研究鑄鋼節(jié)點(diǎn)。
目前 ，為 了適應(yīng)鑄鋼節(jié)點(diǎn)的快速發(fā)展 ，我國(guó)準(zhǔn)備編制鑄鋼節(jié)點(diǎn)規(guī) 范 ，因此對(duì)鑄鋼節(jié)點(diǎn) 的研究 勢(shì)在 必行。本文從鑄鋼節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn) 、設(shè)計(jì) 、質(zhì)量控制 、焊接等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究 ，提出了鑄鋼節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 ，不僅為該 種節(jié) 點(diǎn)在工 程 中的推廣 應(yīng)用提供 指
導(dǎo) ，而且為今后規(guī)范的編制提供參考。
1、鑄鋼節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)以及類型
1．1 鑄鋼節(jié)點(diǎn)的常用結(jié)構(gòu)形式
鑄鋼節(jié)點(diǎn)的常用結(jié)構(gòu)形式有樹(shù)型鑄鋼節(jié)點(diǎn) 、鉸接鑄鋼節(jié)點(diǎn)及混合型鑄鋼節(jié)點(diǎn)等。樹(shù)型鑄鋼節(jié)點(diǎn) ，用來(lái)取代 主管 與多根支管相貫 的節(jié)點(diǎn) ，用對(duì)接焊縫取代相貫焊縫 ，焊縫分散 ，減少了焊接應(yīng)力集 中。鉸接鑄鋼節(jié)點(diǎn)，常用 于桿件端部連接處(如支座 處等)，可簡(jiǎn)化點(diǎn) 、造型美觀 ?；旌闲丸T鋼節(jié)點(diǎn) ，具有樹(shù)型鑄鋼節(jié)點(diǎn)和鉸接鑄鋼節(jié)點(diǎn)的共同特點(diǎn) 。在 南京奧林 匹克體育 中心項(xiàng) 目中還設(shè)計(jì) 了鑄 鋼球節(jié)點(diǎn) 。
1 ．2 鑄鋼節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)
鑄鋼節(jié)點(diǎn)與普 通管相貫節(jié)點(diǎn) 、管板節(jié)點(diǎn)相 比，具有 以下特點(diǎn) ：
1)可根據(jù) 實(shí)際需要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式 ，可塑性 強(qiáng)、造型 美觀 。
2 )鑄鋼節(jié)點(diǎn)一般為 實(shí)心 ，僅在接 口處局部挖 空 ，即使全 為空心 ，也比鋼 管或鋼板厚 。因此承載力 高、抗變形能力強(qiáng) 。
3)鑄鋼節(jié)點(diǎn)常以對(duì)接焊縫取代管管相貫焊縫 、取消管板組合焊縫 ，可分散焊縫 ，減少焊接量 ，減小焊接應(yīng)力集中。
4 )勻質(zhì)性相對(duì)較差
2、鋼結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點(diǎn)在國(guó)內(nèi)廣泛推廣需要解決的幾個(gè)問(wèn)題

在 國(guó)內(nèi)，由于結(jié)構(gòu)用鑄鋼件應(yīng)用于大型 民用建 筑鋼 結(jié)構(gòu) 中的重要 節(jié)點(diǎn) 剛剛起步 ，鑄鋼節(jié)點(diǎn)廣泛推廣應(yīng)用迫切需要解決的主要 問(wèn)題如 下 ：

2 ．1 鑄鋼件標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)內(nèi)現(xiàn) 行鑄鋼標(biāo)準(zhǔn)《焊 接結(jié)構(gòu)用碳素鋼鑄件))(G B 7659- 87 )是20世紀(jì)80年代編
的，材料的S 、P 含量控制較寬松(≤0104％)，對(duì)材料 的碳當(dāng)量沒(méi)有限制 ，材料的沖擊值
較低 。實(shí)際上 ，目前我國(guó)鋼材的冶煉 技術(shù) 已達(dá)到國(guó)際先進(jìn) 水平 ，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于鑄鋼件 的
尺寸公差 、鑄件的表面質(zhì)量也要求較低 。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的鑄件遠(yuǎn)不能滿足祖國(guó)大江南北 大跨 度焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼件 的需要 。因此，國(guó)內(nèi)迫 切需要一 套適 用于大跨 度管桁架焊 接結(jié) 構(gòu)用鑄鋼件的標(biāo)準(zhǔn) 。目前大跨度管桁架焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼件 主要是引用國(guó)外
標(biāo) 準(zhǔn)。
2 ．3 鑄鋼件無(wú)損檢測(cè)
超聲 探傷 是檢 驗(yàn)鋼 材 內(nèi)部質(zhì) 量最 方便、經(jīng)濟(jì)、有效的檢測(cè)手段 。在鋼結(jié)構(gòu)行業(yè) ，超聲探傷是最常用 的一 種檢測(cè)方法 ?，F(xiàn)行國(guó)標(biāo)《鑄 鋼件超 聲探傷 及質(zhì)量 評(píng)級(jí)方 法》
(G B 7233- 87)僅適用于厚度大于等于30m m的鑄鋼件。事實(shí)上 ，大跨度焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼
件厚度是變 化的，在焊接接 口處常常較薄 ，厚度小于30r a m 也很常見(jiàn) ，該部位是十分重要的，按 國(guó)標(biāo)則無(wú)法檢測(cè) 。
2 ．4 鑄鋼件焊接及焊縫無(wú)損檢測(cè)
現(xiàn)行 的有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)焊接 的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 中，包括最新發(fā)布執(zhí)行的《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程))(JG J81- 2002)，均沒(méi)有針對(duì)鑄鋼件焊 接的有關(guān)規(guī)定 。在參照 執(zhí)行 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)有爭(zhēng)議。例如：現(xiàn)行的鋼材焊接工藝評(píng)定標(biāo) 準(zhǔn)均要求進(jìn)行 冷彎 試驗(yàn) ，但所有鑄鋼標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鑄鋼件 并無(wú)冷彎性能要求。那么 ，進(jìn)行鑄鋼件焊接工藝評(píng)定時(shí)是否應(yīng)進(jìn)行冷彎試驗(yàn)?zāi)?另外 ，目前鑄鋼件焊接主要采用手工電弧焊 ，其他焊接方法應(yīng)用于鑄鋼件還有待于進(jìn)一步 實(shí)踐。由于鑄鋼件 組織不均勻、晶粒粗大 、透聲性差 、衰減嚴(yán) 重，焊縫超 聲探傷的評(píng)審困難 ，焊縫檢測(cè)現(xiàn)也無(wú)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)可循 。

3 、鑄鋼節(jié)點(diǎn)質(zhì)量控制

雖然鑄鋼節(jié) 點(diǎn)在 國(guó)內(nèi)廣泛推廣還需解決許多 問(wèn)題 ，但設(shè)計(jì)師們正不斷采用該結(jié)構(gòu)形式 。通過(guò)實(shí)踐 ，施工 單位 應(yīng)從設(shè)計(jì) 、鑄造、焊接、檢驗(yàn)等幾個(gè)方面嚴(yán)格控制鑄鋼節(jié)點(diǎn)質(zhì)量 。
3 ．1 節(jié)點(diǎn)的細(xì)部設(shè)計(jì)
鑄鋼節(jié)點(diǎn)的細(xì)部設(shè)計(jì)在滿足承載能力的同時(shí)，應(yīng)考慮滿足鑄造、制作及焊接工藝要 求 。
1 )鑄鋼件 細(xì)部設(shè) 計(jì)應(yīng)避免 尖角或直角 ，且有 利于氣體排出。
2 )鑄鋼件焊接應(yīng) 采用對(duì)接焊縫 ，盡量避免T 形接頭 ，以降低焊接應(yīng)力。
3)明確鑄鋼件 的化學(xué)成分、機(jī)械性 能、熱處理制度、精度要求 、檢驗(yàn)方法和合格等
級(jí)等 。
3 ．2鑄鋼多節(jié)點(diǎn)焊接及焊接檢驗(yàn)
3．2 1 焊接工藝評(píng)定
鑄鋼節(jié)點(diǎn)焊 前首先要進(jìn)行焊接工藝評(píng)定 ?？?參照 《建筑 鋼 結(jié)構(gòu) 焊接 技術(shù) 規(guī)程 》
(JG J81- 2002)或《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定))(JB4708—2000)進(jìn)行 。彎曲試驗(yàn)是否可免
做 ，應(yīng)征得設(shè)計(jì)或監(jiān)理 方的同意 。
3 ．22 焊接方案及實(shí)施
焊接工 藝評(píng)定合格后 ，應(yīng)根據(jù)評(píng) 定結(jié)果及結(jié)構(gòu)形式編制詳細(xì)的焊接方案 ，以指導(dǎo)施工 。焊工正 式焊接鑄鋼件前，應(yīng)進(jìn)行焊前模擬考試 ，并接受安全教育及技術(shù)培訓(xùn)。鑄鋼節(jié) 點(diǎn)焊 接除應(yīng)做好焊材烘 烤、坡口清理 、逐層 清渣等常規(guī)焊前準(zhǔn)備 、焊 接過(guò)程質(zhì)量控制工作之外 ，還應(yīng)重點(diǎn)考慮 以下幾個(gè)方面 。
1)預(yù)熱及層 間溫度 。由于鑄鋼節(jié)點(diǎn)大部分較厚 ，工藝要求進(jìn)行預(yù)熱 ，但鑄鋼件形狀不規(guī)則 ，厚度也不均勻 ，給預(yù)熱帶來(lái)很大難度 。為了避免焊縫產(chǎn)生冷裂紋 ，必須采取有效的預(yù)熱措施 ，確保達(dá)到預(yù)熱溫度且溫度均勻 。焊接應(yīng)連續(xù)進(jìn)行 ，以保證層間溫度不低于預(yù)熱溫度 。
2)焊縫返修。在施工過(guò)程 中，由于大多數(shù)鑄鋼 件焊縫 為全位置單 面對(duì)接焊縫 ，焊接難度大 ，出現(xiàn)焊縫返修是正常 的。但鑄鋼件 剛性大 ，返修會(huì)使局部應(yīng)力增加 ，返修還可能降低調(diào)質(zhì)態(tài)鑄鋼 的強(qiáng)度 ，因此應(yīng)采取切實(shí)有效措施降低返修率 ，避免二次返修 。
4 、結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái) ，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)得 到突飛猛 進(jìn)的發(fā)展 。北京 申奧和上海 申博 的成 功使 大跨
度 管桁 架結(jié)構(gòu)應(yīng)用前景更加廣 闊，大跨度焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點(diǎn)愈來(lái)愈受到人們的重視 。雖然在應(yīng)用中存在這樣那樣的問(wèn)題 ，但我們相信，隨著對(duì)鑄鋼節(jié)點(diǎn)研究的深入 ，這些 問(wèn)題必然會(huì)逐步得到解決 ，大跨度焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼件的理論及應(yīng)用技術(shù)將日益完善 。
鑄鋼節(jié)點(diǎn)
空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中桿件匯交密集、受力復(fù)雜且可靠性要求高的關(guān)鍵部位節(jié)點(diǎn)可采用鑄鋼節(jié)點(diǎn)。鑄鋼節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和制作應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點(diǎn)的材料應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《焊接結(jié)構(gòu)用碳素鋼鑄件》GB 7659的規(guī)定，必要時(shí)可參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或其他國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；非焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點(diǎn)的材料應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《一般工程用鑄造碳鋼件》GB／T11352的規(guī)定。
鑄鋼節(jié)點(diǎn)的材料應(yīng)具有屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、截面收縮率、沖擊韌性等力學(xué)性能和碳、硅、錳、硫、磷等化學(xué)成分含量的合格保證，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點(diǎn)的材料還應(yīng)具有碳當(dāng)量的合格保證。
鑄鋼節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)鑄鋼件的輪廓尺寸選擇合理的壁厚，鑄件壁間應(yīng)設(shè)計(jì)鑄造圓角。制造時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制鑄造工藝、鑄模精度及熱處理工藝。
鑄鋼節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用有限元法進(jìn)行實(shí)際荷載工況下的計(jì)算分析，其極限承載力可根據(jù)彈塑性有限元分析確定。當(dāng)鑄鋼節(jié)點(diǎn)承受多種荷載工況且不能明顯判斷其控制工況時(shí)，應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算以確定其最小極限承載力。極限承載力數(shù)值不宜小于最大內(nèi)力設(shè)計(jì)值的3.0倍。
5.5.6 鑄鋼節(jié)點(diǎn)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行檢驗(yàn)性試驗(yàn)或破壞性試驗(yàn)。檢驗(yàn)性試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)荷載不應(yīng)小于最大內(nèi)力設(shè)計(jì)值的1.3倍；破壞性試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)荷載不應(yīng)小于最大內(nèi)力設(shè)計(jì)值的2.0倍。
 
條文說(shuō)明
 
鑄鋼節(jié)點(diǎn)
鑄鋼節(jié)點(diǎn)由于自重大、造價(jià)高，所以在實(shí)際工程中主要適用于有特殊要求的關(guān)鍵部位。
 鑄鋼件的材質(zhì)必須符合化學(xué)成分及力學(xué)性能的要求，同時(shí)應(yīng)具有良好的焊接性能，以保證與被連接件的焊接質(zhì)量。當(dāng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)需要更高等級(jí)的鑄鋼材料時(shí)，可參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或其他國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，如德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)或日本標(biāo)準(zhǔn)。
條件具備時(shí)鑄鋼件均宜進(jìn)行足尺試驗(yàn)或縮尺試驗(yàn)，試驗(yàn)要求由設(shè)計(jì)單位提出。鑄鋼節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)必須輔以有限元分析和對(duì)比，以便確定節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的應(yīng)力分布。考慮到鑄鋼材料的離散性、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不足及彈塑性有限元分析的不定性，其安全系數(shù)比其他節(jié)點(diǎn)略有提高。


銷軸式節(jié)點(diǎn)應(yīng)保證銷軸的抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度、銷板的抗剪強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)應(yīng)保證在使用過(guò)程中桿件與銷板的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。
銷軸式節(jié)點(diǎn)的銷板孔徑宜比銷軸的直徑大1mm～2mm，各銷板之間宜預(yù)留1mm～5mm間隙。
 
條文說(shuō)明
 
銷軸式節(jié)點(diǎn)
 銷軸式節(jié)點(diǎn)一般為外露節(jié)點(diǎn)，同時(shí)為保證安裝精度，銷軸式節(jié)點(diǎn)的銷軸與銷板均應(yīng)進(jìn)行精確加工。
組合網(wǎng)架與組合網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的上弦節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 應(yīng)保證鋼筋混凝土帶肋平板與組合網(wǎng)架、組合網(wǎng)殼的腹桿、下弦桿能共同工作；
2 腹桿的軸線與作為上弦的帶肋板有效截面的中軸線應(yīng)在節(jié)點(diǎn)處交于一點(diǎn)；
3 支承鋼筋混凝土帶肋板的節(jié)點(diǎn)板應(yīng)能有效地傳遞水平剪力。

焊接球缺節(jié)點(diǎn)構(gòu)造
焊接球缺節(jié)點(diǎn)構(gòu)造
1-鋼筋混凝土帶肋板；2-上蓋板；3-球缺節(jié)點(diǎn)；
4-圓形鋼板；5-板肋底部預(yù)埋鋼板
5.7.3 組合網(wǎng)架與組合網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 鋼筋混凝土帶肋板的板肋底部預(yù)埋鋼板應(yīng)與十字節(jié)點(diǎn)板的蓋板(或球缺與螺栓環(huán)上的圓形鋼板)焊接，必要時(shí)可在蓋板(或圓形鋼板)上焊接U形短鋼筋，并在板縫中澆灌細(xì)石混凝土，構(gòu)成水平蓋板的抗剪鍵；
2 后澆板縫中宜配置通長(zhǎng)鋼筋；
3 當(dāng)節(jié)點(diǎn)承受負(fù)彎矩時(shí)應(yīng)設(shè)置上蓋板，并應(yīng)將其與板肋頂部預(yù)埋鋼板焊接；
4 當(dāng)組合網(wǎng)架用于樓層時(shí)，板面宜采用配筋后澆的細(xì)石混凝土面層；

 
組合結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)
組合網(wǎng)架與組合網(wǎng)殼上弦節(jié)點(diǎn)的連接構(gòu)造合理性直接關(guān)系到組合網(wǎng)架和組合網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)能否協(xié)同工作。根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)研究成果，本條中給出的組合網(wǎng)架和組合網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)上弦節(jié)點(diǎn)構(gòu)造圖經(jīng)合理設(shè)計(jì)可保證這兩種不同材料的構(gòu)件間的共同工作，可實(shí)現(xiàn)上弦節(jié)點(diǎn)在上弦平面內(nèi)與各桿件間連接的要求。
預(yù)應(yīng)力索節(jié)點(diǎn)
設(shè)計(jì)中采用哪種預(yù)應(yīng)力索應(yīng)根據(jù)具體結(jié)構(gòu)與施工條件來(lái)確定。鋼絞線拉索施工簡(jiǎn)便且成本低，但預(yù)應(yīng)力錨頭尺寸較大并需加防護(hù)外套，防腐要求高；扭絞型平行鋼絲拉索其制索與錨頭的加工都必須在工廠完成，質(zhì)量可靠，但索的長(zhǎng)度控制要求嚴(yán)且施工技術(shù)要求高；鋼棒拉桿是近年開(kāi)始應(yīng)用的一種新形式，端部用螺紋連接質(zhì)量可靠，防護(hù)處理容易，當(dāng)拉桿較長(zhǎng)時(shí)要10m左右設(shè)一個(gè)接頭。除了小噸位的拉索外，對(duì)于大噸位的拉索應(yīng)有可靠的索長(zhǎng)微調(diào)系統(tǒng)以確保索力的正確。
體外索轉(zhuǎn)折處設(shè)鞍形墊板，其作用是保證索在轉(zhuǎn)折處的彎曲半徑以免應(yīng)力集中。
張弦桁架撐桿下端與索連接節(jié)點(diǎn)要求設(shè)置隨時(shí)可以上緊的索夾是為了防止預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)索夾的可能滑動(dòng)。桁架端部預(yù)應(yīng)力索錨固處因節(jié)點(diǎn)內(nèi)力大且應(yīng)力復(fù)雜，故宜用鑄鋼節(jié)點(diǎn)5.9 支座節(jié)點(diǎn)
空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的支座節(jié)點(diǎn)必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，在荷載作用下不應(yīng)先于桿件和其他節(jié)點(diǎn)而破壞，也不得產(chǎn)生不可忽略的變形。支座節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式應(yīng)傳力可靠、連接簡(jiǎn)單，并應(yīng)符合計(jì)算假定。
空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的支座節(jié)點(diǎn)應(yīng)根據(jù)其主要受力特點(diǎn)，分別選用壓力支座節(jié)點(diǎn)、拉力支座節(jié)點(diǎn)、可滑移與轉(zhuǎn)動(dòng)的彈性支座節(jié)點(diǎn)以及兼受軸力、彎矩與剪力的剛性支座節(jié)點(diǎn)。
常用壓力支座節(jié)點(diǎn)可按下列構(gòu)造形式選用：
1 平板壓力支座節(jié)點(diǎn)可用于中、小跨度的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；
平板壓力支座節(jié)點(diǎn)平板壓力支座節(jié)點(diǎn)
2 單面弧形壓力支座節(jié)點(diǎn),可用于要求沿單方向轉(zhuǎn)動(dòng)的大、中跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，
3 雙面弧形壓力支座節(jié)點(diǎn)，可用于溫度應(yīng)力變化較大且下部支承結(jié)構(gòu)剛度較大的大跨度空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；
雙面弧形壓力支座節(jié)點(diǎn)

4 球鉸壓力支座節(jié)點(diǎn)，可用于有抗震要求、多點(diǎn)支承的大跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
球鉸壓力支座節(jié)點(diǎn)
 支座節(jié)點(diǎn)
空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)支座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造應(yīng)與結(jié)構(gòu)分析所取的邊界條件相符，否則將使結(jié)構(gòu)的實(shí)際內(nèi)力、變形與計(jì)算內(nèi)力、變形出現(xiàn)較大差異，并可能由此而危及空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的整體安全。一個(gè)合理的支座節(jié)點(diǎn)必須是受力明確、傳力簡(jiǎn)捷、安全可靠。同時(shí)還應(yīng)做到構(gòu)造簡(jiǎn)單合理、制作拼裝方便，并具有較好的經(jīng)濟(jì)性。
根據(jù)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)支座節(jié)點(diǎn)的主要受力特點(diǎn)可分為壓力支座節(jié)點(diǎn)、拉力支座節(jié)點(diǎn)、可滑移、轉(zhuǎn)動(dòng)的彈性支座節(jié)點(diǎn)以及兼受軸力、彎矩與剪力的剛性支座節(jié)點(diǎn)。
平板壓力支座節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單、加工方便，但支座底板下應(yīng)力分布不均勻，與計(jì)算假定相差較大。一般僅適用于較小跨度的網(wǎng)架支座。
單面弧形壓力支座節(jié)點(diǎn)及雙面弧形壓力支座節(jié)點(diǎn)，支座節(jié)點(diǎn)可沿弧面轉(zhuǎn)動(dòng)。它們可分別應(yīng)用于要求支座節(jié)點(diǎn)沿單方向轉(zhuǎn)動(dòng)的中小跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，或?yàn)檫m應(yīng)溫度變化而需支座節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)并有一定側(cè)移，且下部支承結(jié)構(gòu)具有較大剛度的大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，雙面弧形是在支座底板與支承面頂板上焊出帶橢圓孔的梯形鋼板然后以螺栓將它們連為一體。這種支座節(jié)點(diǎn)構(gòu)造與不動(dòng)圓柱鉸支承的約束條件比較接近，但它只能沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，而且不利于抗震。雖然這種節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較復(fù)雜但鑒于當(dāng)前鑄造工藝的進(jìn)步，這類節(jié)點(diǎn)制作尚屬方便，具有一定應(yīng)用空間。
球鉸壓力支座節(jié)點(diǎn)是由一個(gè)置于支承和面上的凸形半實(shí)心球與一個(gè)連于節(jié)點(diǎn)支承底板的凹形半球相嵌合，并以錨栓相連而成，錨栓螺母下設(shè)彈簧以適應(yīng)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這種構(gòu)造可使支座節(jié)點(diǎn)繞兩個(gè)水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)而不產(chǎn)生線位移。它既能較好地承受水平力又能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，比較符合不動(dòng)球鉸支承的約束條件且有利于抗震。但其構(gòu)造較復(fù)雜，一般用于多點(diǎn)支承的大跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
可滑動(dòng)鉸支座節(jié)點(diǎn)
對(duì)于某些矩形平面周邊支承的網(wǎng)架，如兩向正交斜放網(wǎng)架，在豎向荷載作用下網(wǎng)架角隅支座上常出現(xiàn)拉力，因此應(yīng)根據(jù)傳遞支座拉力的要求來(lái)設(shè)計(jì)這種支座節(jié)點(diǎn)。常用拉力支座節(jié)點(diǎn)主要有平板拉力支座節(jié)點(diǎn)、單面弧形拉力支座節(jié)點(diǎn)以及球鉸拉力支座。它們共同的特點(diǎn)都是利用連接支座節(jié)點(diǎn)與下部支承結(jié)構(gòu)的錨栓來(lái)傳遞拉力，此時(shí)錨栓應(yīng)有足夠的錨固深度。且錨栓應(yīng)設(shè)置雙螺母，并應(yīng)將錨栓上的墊板焊于相應(yīng)的支座底板上。
當(dāng)支座拉力較小時(shí)，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，可采用與平板壓力支座節(jié)點(diǎn)相同的構(gòu)造。但此時(shí)錨栓承受拉力，因此平板拉力支座節(jié)點(diǎn)僅適用于跨度較小的網(wǎng)架。
當(dāng)支座拉力較大，且對(duì)支座節(jié)點(diǎn)有轉(zhuǎn)動(dòng)要求時(shí)，可在單面弧形壓力支座節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上增設(shè)錨栓承力架，當(dāng)錨栓承受較大拉力時(shí)，藉以減輕支座底板的負(fù)擔(dān)?？捎糜诖?、中跨度的網(wǎng)架。
板式橡膠支座是在支座底板與支承面頂板或過(guò)渡鋼板間加設(shè)橡膠墊板而實(shí)現(xiàn)的一種支座節(jié)點(diǎn)。由于橡膠墊板具有良好的彈性和較大的剪切變位能力，因而支座既可微量轉(zhuǎn)動(dòng)又可在水平方向產(chǎn)生一定的彈性變位。為防止橡膠墊板產(chǎn)生過(guò)大的水平變位，可將支座底板與支承面頂板或過(guò)渡鋼板加工成“盆”形，或在節(jié)點(diǎn)周邊設(shè)置其他限位裝置。防止橡膠墊板可能產(chǎn)生的過(guò)大位移。支座底板與支承面頂板或過(guò)渡鋼板由貫穿橡膠墊板的錨栓連成整體。錨栓的螺母下也應(yīng)設(shè)置壓力彈簧以適應(yīng)支座的轉(zhuǎn)動(dòng)。支座底板與橡膠墊板上應(yīng)開(kāi)設(shè)相應(yīng)的圓形或橢圓形錨孔，以適應(yīng)支座的水平變位。
板式橡膠支座在我國(guó)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中已得到普遍應(yīng)用，效果良好。本規(guī)程附錄K列出了橡膠墊板的材料性能及有關(guān)計(jì)算與構(gòu)造要點(diǎn)，可供設(shè)計(jì)參考。
剛接支座節(jié)點(diǎn)應(yīng)能可靠地傳遞軸向力、彎矩與剪力。因此這種支座節(jié)點(diǎn)除本身應(yīng)具有足夠剛度外；支座的下部支承結(jié)構(gòu)也應(yīng)具有較大剛度，使下部結(jié)構(gòu)在支座反力作用下所產(chǎn)生的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)都空心球節(jié)點(diǎn)剛接支座。它是將剛度較大的支座節(jié)點(diǎn)板直接焊于支承頂面的預(yù)埋鋼板上，并將十字節(jié)點(diǎn)板與節(jié)點(diǎn)球體焊成整體，利用焊縫傳力。錨栓設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮支座節(jié)點(diǎn)彎矩的影響。
當(dāng)立體管桁架支座反力較小時(shí)可采用圖5.9.8所示構(gòu)造。但對(duì)于支座反力較大的管桁架節(jié)點(diǎn)宜在管桁架管件底部加設(shè)弧形墊板，通過(guò)弧形墊板使桿件與支座豎向支承板相連，既可使鋼管桿件截面得到加強(qiáng)，同時(shí)也可避免主要連接焊縫橫切鋼管桿件截面，改善支座節(jié)點(diǎn)附近桿件的受力狀況。
考慮到支座節(jié)點(diǎn)可能存在一定的水平反力，為減少由此而產(chǎn)生的附加彎矩，應(yīng)盡量減小支座球節(jié)點(diǎn)中心至支座底板的距離。
對(duì)于上弦支承空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制邊緣斜腹桿與支座節(jié)點(diǎn)豎向中心線間具有適當(dāng)夾角，防止斜腹桿與支座柱邊相碰，在支座設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行放樣驗(yàn)算。
支座底板與支座豎板厚度應(yīng)根據(jù)支座反力進(jìn)行驗(yàn)算，確保其強(qiáng)度與穩(wěn)定性要求。
當(dāng)支座節(jié)點(diǎn)中的水平剪力大于豎向壓力的40％時(shí)，不應(yīng)利用錨栓抗剪。此時(shí)應(yīng)通過(guò)抗剪鍵傳遞水平剪力。 
弧形支座板由于形狀變異，宜用鑄鋼澆鑄成型。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，單面弧形支座板也可用厚鋼板加工成型。橡膠支座墊板系指由符合橡膠材料技術(shù)要求的多層橡膠片與薄鋼板相間粘合壓制而成的橡膠墊板，一般由工程橡膠制品廠專業(yè)生產(chǎn)。不得采用純橡膠墊板。
在實(shí)際工程中要求將支座節(jié)點(diǎn)底板上的錨孔精確對(duì)準(zhǔn)已埋入支承柱內(nèi)的錨栓，對(duì)土建施工精度要求較高，因此對(duì)傳遞壓力為主的網(wǎng)架壓力支座節(jié)點(diǎn)中也可以在支座底板與支承面頂板間增設(shè)過(guò)渡鋼板。
過(guò)渡鋼板上設(shè)埋頭螺栓與支座底板相連，過(guò)渡鋼板可通過(guò)側(cè)焊縫與支承面頂板相連，這種構(gòu)造支座底板傳力雖較間接，但可簡(jiǎn)化施工。當(dāng)支座底板面積較大時(shí)可在過(guò)渡鋼板上開(kāi)設(shè)橢圓形孔，以槽焊與支承面頂板相連，以確保鋼板間的緊密接觸。