樹狀結(jié)構(gòu)是空間仿生鋼結(jié)構(gòu)一種,這種仿照自然界中樹的造型構(gòu)建的新穎結(jié)構(gòu)形式,因其建筑造型獨(dú)特美觀,樹杈形分枝向空間伸展,能跨越較大的跨度,受力性能好,在工程界得到廣泛應(yīng)用。但由于樹狀鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)部位匯交多根桿件,若采用常規(guī)節(jié)點(diǎn),會(huì)出現(xiàn)相貫線切割和大量焊縫密集交疊的情況,影響節(jié)點(diǎn)受力。工程中通過采用鑄鋼節(jié)點(diǎn),因其整體澆筑成形,可有效實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)部位的連接和傳力,而且由于鑄鋼節(jié)點(diǎn)具有外觀設(shè)計(jì)靈活,造型美觀等優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越多地受到工程人員的青睞。然而,綜合目前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀可知,對(duì)樹狀鋼結(jié)構(gòu)鑄鋼節(jié)點(diǎn)的受力特點(diǎn),計(jì)算理論的研究較少,現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)均無(wú)相關(guān)條文可供參考,尤其是在彎矩作用下節(jié)點(diǎn)的受力特點(diǎn)和承載性能的研究則更少。實(shí)際工程中,節(jié)點(diǎn)不可避免會(huì)受到彎矩作用,有時(shí)彎矩對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力起控制作用,因此有必要對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究。
通過對(duì)樹狀鋼結(jié)構(gòu)二分叉鑄鋼節(jié)點(diǎn)有限元分析可知,當(dāng)節(jié)點(diǎn)幾何尺寸相同時(shí),節(jié)點(diǎn)抗彎限承載力相差不大,因此,在實(shí)際工程中,可不考慮彎矩方向的變化對(duì)節(jié)點(diǎn)抗彎極限承載力的影響。
樹狀鋼結(jié)構(gòu)二分叉鑄鋼節(jié)點(diǎn)抗彎極限承載力的主要幾何影響因素有:分管壁厚與主管壁厚之比、分管與主管外直徑比、主管徑厚比,而主管與分管之間夾角、主管與分管之間的倒角半徑、分管之間外壁倒角半徑、分管之間內(nèi)壁倒角半徑對(duì)節(jié)點(diǎn)抗彎極限承載力影響不大,實(shí)際工程中在滿足鑄造工藝、方便施焊和建筑美觀的情況下,選取適當(dāng)?shù)膮?shù)。
實(shí)際工程中,當(dāng)需要增大節(jié)點(diǎn)抗彎極限承載力時(shí),可考慮減小主管徑厚比,增大分管外直徑與主管外直徑比和分管壁厚與主管壁厚之比。