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端节点、撑杆下端节点、拉索与桁架连接节点３种。根
据结构的布置不同，张弦结构分为单向张弦结构，双向
张弦结构和多向张弦结构，布索也有单根和两根索的 不同，针对这些特点，相应的节点也有所不同。其中撑 杆上节点一般布置成可以转动的铰节点，如图２所示。
６７０ＭＰａ的镀锌钢拉索；钢结构，包括各种类别的钢结
构形式，如钢网架、钢网壳、平面钢桁架、空间钢桁架、 钢拱架等。这种结构形式充分利用材料的弹性强度潜 力以提高承载能力；改善结构的受力状态以节约钢材； 提高结构的刚度和稳定性，调整萁动力性能；创新结构 承载体系、达到超太跨度和保证建筑造型的目的。其 结构形式主要有张弦粱结构，弦支穹顶结构．吊挂结 构．拉索结构，悬索结构等形式。下面对国内应用较为 广泛的张弦结构、弦支穹顶和吊挂结构３种结构形式 的拉索相关节点形式进行探讨。 １张弦梁结构节点 张弦粱结构（ｂｅａｌｎ
［关键词］预应力钢结构：节点设计；强度校核；制作工艺
【中国分类号］Ｔｕ３９４
【文棘标识］Ａ
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【文章编号］１００２４｛４９８（２００８）Ｓ０４）３８１４）３
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图８吊挂结构节点示意
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４预应力钢结构节点强度校核 由于拉索为高强材料，预应力钢结构节点受力为 整个结构中最大的部位，大部分都在千牛．这时制作工 艺上通常采用铸钢节点，为了解铸钢节点的受力性能， 分析其在使用期问的安全性，需要对其进行有限元分
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图６弦支穹】页撑杆下节点示意
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图３撑杆下节点示意
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吊挂结构是以只能受拉的索作为基本承重构件， 并将拉索按照一定规律布置所构成的一类结构体系。 该体系通称为用高强钢索吊挂屋盖的承重结构体系， 是在斜拉桥形式中引人建筑结构后，又在“暴露结构” 潮流中发展起来的有高耸于屋面之上的结构与索系， 造型奇异，挺拔刚劲（见图７）。
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图４端部锚圆节点示意
２弦支穹砸结构节点 典型的弦支穹顶结构体系由一个单层网壳和下端 的撑杆、索组成的体系（见图５）。其中各层撑杆的上 端与单层网壳相对应的各层节点单向铰接，下端由径 向拉索（ｒａｄｉａｌ ｃａｂｌｅ）与单层网壳的下一层节点连接， 同一层的撑杆下端由环向箍索（ｈ００ｐ ｃａｂｌｅ）连接在一 起．使整个结构形成一个完整的结构体系。结构拉索 施加适当的预拉力后，可以减少上部单层网壳结构在 正常使用荷载作用下对支座的水平推力。在结构受外 荷载作用的时候，内力通过上端的单层网壳传到下端 的撑杆上，再通过撑杆传给索，索受力后，产生对支座 的反向拉力．使整个结构对下端约束环梁的横向推力 大大减小。与此同时，由于撑杆的作用，大大减小了上 部单层网壳各层节点的竖向位移和变形，较大幅度地 提高了结构的稳定承载能力。
１）预应力钢结构的特点是其能够提高建筑使用功 能．适用于超大跨度的体育场馆、会议展览馆、机场航 站楼、剧院等大型社会公共建筑屋盖体系的工程应用， 也是一个国家建筑业水平的衡量标准之一。 ２）预应力钢结构节点设计应根据钢结构的特点， 拉索锚具形式及建筑外观要求，设计形式多种多样，需 要根据具体工程，参考以往节点，针对每个工程具体进 行设计。 ３）预应力钢结构节点为结构中受力的关键节点， 受力复杂，外形构造设计完成后，需要进行三维有限元 分析．以确定其安全性能。 ４）节点加＿ｒ＝应采取工艺措施保迁加丁质量。
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图５弦支穹Ⅲ结构示意
北京工业大学内的羽毛球和艺术体操馆、安徽大 学体育馆、连云港体育中心体育馆都采用弦支穹顶结 构。由于拉索一般布置成环形或者椭圆形，因此其相 应的节点与张弦结构也有一定的不同，对于弦支穹顶 的撑杆上节点构造与张弦结构类似，需要做成单向或 双向铰，节点不再叙述；对于撑杆下节点．根据索体在 此部位是否穿过采用两种构造形式，一种是耳板式，一 种是穿｝Ｌ式，由于此节点受力较大且构造复杂，一般都 采用铸造的方法来制作。节点形式如图６所示。 ３吊挂结构节点
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预应力钢结构节点制作工艺研究
吕学政，徐瑞龙，秦杰，陈新礼
（北京市建筑工程研究院，北京１０）０３９）
【摘要］预应力钢结构主要是由柔性索和日Ⅱ性粱、拱、桁架和撵杆等钢构件组成．具有受力合理，刚柔相济的优点。 本文介绍丁３种预应力钢结构，结台Ｔ程实例，探讨了节点深化设计、强度校核及其制造工艺方面的问题。
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预应力钢结构是施加预应力的拉索与钢结构组合 而成的一种新型结构体系．其组成元素为：高强拉索． 主要为高强度金属或非金属拉索，目前国内普遍采用 的是强度超过ｌ ２８０ＭＰａ的不锈钢拉索和强度超过
参考文献： ［Ｉ］陆％麟，Ｅ明，刘锡怠现代预应力钢结拘［Ｍ］北京：人目
女日出Ⅸ杜，２００３ ［２］黄明盎大■张弦粱结构的设计与施Ｉ［Ｍ］济南：ｍ东科学 技术出版社，２００５ 【３］ 辕瑞龙．毒杰．李目立．等目家奥林Ⅱ克体育中。综台…练请 张弦结构施工技术［Ｊ］工业建筑，２００７．３７（１）２６－２９ ：４］Ｉ泽Ⅸ，辜女，许曙东，等青岛目际帆船中。预应力施ｔ技术 ［ｊ】施Ｉ技术２００７．３６（１１）１４－１６
上述各类节点及焊接耳板式节点应按照国家各类 标准设计制作和焊接。铸钢节点除了前述强度校核 外，还应考虑铸钢流动性较差、热效应影响以及模具制 作特点，避免不合理的设计，铸钢材料一般参照德国标 准ＤＩＮｌ７１８２及《铸钢件通用技术条件》ＪＧ／Ｔ５０００ １９９８等相关标准。 以图３ａ单向单索节点为例，其加Ｔ丁艺流程： １）锥度套铸造一化验及检验－＋划线＿÷车加１二＿ 检验探伤一涂装＿＋组装。 ２）高强螺栓锯床下料＿＋粗车＿＋热处理＿＋精车＿ 铣槽＿＋表面处理＿＋组装。 ３）上半球铸造一化验及检验一划线一铣平面一 钻孔一攻丝一检验＿÷涂装一组装。该件加工难点在于 不同位置的节点，需加工出相应的角度，操作相对麻烦。 ４）下半球铸造＿．化验及检验＿十划线＿．铣平面＿ 钻孔＿＋检验一涂装＿组装。ＮＴ．过程要求提供相应的 检验试验报告，材质证明，产品合格证，及各种质量证 明文件。 铸钢节点为空间结构，铸造和加工时，其加工基准 和设计基准往往不能重合，加工中要保证各个空间角 度是其难点。
吕学政等：预应力钢结构节点制作工艺研究
析。如果设计有明确的节点设计荷载．则根据此荷载 进行计算．如果没有，通常取索体破断荷载的０ ４倍， 进行节点强度计算。分析软件通常采用由美国ＡＮＳＹＳ 公司开发的太型通用有限元分析程序ＡＮＳＹＳ，选用的 单元为ＡＮＳＹＳ程序单元库中的三维实体单元 ＳＯＬＩＩＭ５，每个单元有８个节点，每个节点有３个自由 度。网格划分采用的是ＡＮＳＹＳ程序的单元划分器中 的自由网格划分技术，自由网格划分技术会根据计算 模型的实际外形自动地决定网格划分的疏密。某工程 的节点计算荷载如图９所示。
圈７吊挂结构示意
吊挂结构由支撑结构、屋盖结构及吊索３部分组 成。支撑结构主要形式有立柱、钢架、拱架或悬索。吊 索分斜向与直向两类，索段内不直接承受荷载，故呈直 线或折线状。吊索一端挂于支撑结构上，另一端与屋 盖结构相连，形成弹性支点，减小其跨度及挠度。被吊 挂的屋盖结构常有网架、网壳、立体桁架、折板结构及 素网等．形式多样。 吊挂结构的节点分为拉索上节点和拉索下节点。 根据采用的拉索锚具形式不同，对应于冷铸锚采用穿 过式锚具，对应于热铸锚一般采用耳板连接方式。由 于上节点一般都会有多根索交叉，构造复杂且受力很 大，所以一般都采用铸钢节点，下节点则根据节点处钢 结构的复杂程度选用铸钢或耳板节点。典型吊挂结构 的节点如图８所示。
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图２撑杆上节点示意
撑杆下节点与拉索相连，根据下方通过拉索根数， 及通过单双向拉索的不同，主要节点形式如图３所示。 拉索与钢结构锚同连接节点是整个结构中至关重 要的节点，施加的预应力通过这个节点传递到钢结构 上．因此该节点在整个结构中受力最大。根据拉索端 部锚具的不同，节点形式也有所不同。一般冷铸墩头 锚具需要穿过节点锚固到后边，构造复杂，因此常用铸 钢节点。热铸叉耳式锚具需要连接到耳板上、一般采 用在钢结构上焊接出耳板或者铸钢节点中铸出一个耳 板作为锚固点。两种锚具常用节点如图４所示。
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通过计算可以看出，拉索端部节点的最大变形
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５３ｒａｍ，变形很小，说明铸钢节点具有很好的刚度。
同时拉索端部铸钢节点内部的等效应力不超过 １００ＭＰａ．应力不大．应力较大部位位于各个腹杆处．同 时腹杆与铸钢节点相交部位存在一定的应力集中，此 节点总体应力水平较低，节点的强度能够保证其不先 于结构破坏，满足安全要求。 ５加工工艺流程
６结语
６－
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图９某工程荷载及约束示意 图１０节点变形殛应力