大跨度钢屋盖，由于结构不连续、大悬挑、曲面造型复杂且平面尺度超限使得钢屋盖空间受力异常复杂，其中柱分叉节点、柱顶多杆节点采用了铸钢节点型式。

工程钢屋盖南北长358m不设变形缝，呈大瀑布造型，屋盖开洞达1800 平方米、顺轨向最大跨度达 86m，最大悬挑约30m，结构不连续、大悬挑、曲面造型复杂且平面尺度超限使得钢屋盖空间受力异常复杂。为控制屋盖在开口处的变形、提高屋盖的整体性，选用四角锥网架结构体系，瀑布区采用分叉柱支撑网架以减小屋盖的悬挑长度，结合建筑美观要求及节点受力复杂的特点，柱分叉处采用铸钢件，分叉柱柱顶多杆节点采用半铸造半相贯焊连接，铸管间设置数道加劲连接板，形成半铸造半焊接组合的杂交本体，最多达10根网架杆件与铸造本体相连接。铸钢节点为关键受力节点，空间受力复杂且分叉柱柱顶多杆节点半铸造半相贯焊连接形式为首次提出，有必要进行试验验证及有限元数值分析研究。

主要铸钢节点类型分为柱顶多杆节点、柱二分叉节点、柱三分叉节点，钢管材质为 Q345GJ、Q345B，铸钢材质为G20Mn5N。铸钢节点内设置肋环、肋板等加强构造。柱顶多杆节点中1杆外径1200mm、2 杆外径 800mm；柱分叉节点中 1 杆外径 1500mm，2 杆、3 杆、4 杆外径 1300~1400mm。铸管的壁厚结合受力及铸造工艺的构造要求确定铸钢节点受力性能良好，安全储备足，可有力的保证工程质量。

分叉柱

分叉柱的下端与主体结构连接于一点、上端与屋盖多点连接，从而达到在减小跨越结构跨度的同时提高屋盖抗侧刚度的目的。分叉柱对屋盖抗侧刚度的作用是由分叉柱轴向刚度的水平分量及柱顶与屋盖多点连接形成的整体刚接效果二部分组成。分叉柱有 V 形柱、Y 形柱、树状柱和伞状柱等多种形式，可以营造出丰富的室内表达效果。

(1) V 形柱

柱在平面内的双肢分叉便形成 V 形柱，V 形柱的分肢较多做成二端铰接，也可以双肢在底部相互间刚接后再与下部主体结构铰接，当双肢的柱顶间有很强的连接时，这二种方式对分肢截面的需求相差不大；而当连接较弱分肢间叉开趋势明显时，第二种连接方式下柱下部的受弯明显，需要更大的截面。

(2) Y 形柱

柱下部先单肢上升一段以减小对下部建筑布置和人行流线的干扰、然后再分叉为两肢，便成了 Y 形柱。主次三肢位于同一平面，三肢间通常相互刚接、与顶部屋盖通常铰接。当 Y 形柱与底部主体结构当采用铰接时，三肢连接处需承受的弯矩最大，因此需要较大的截面；与底部主体结构刚接时，柱底需要截面最大。所有的铰接端都可以收小。Y 形柱也可以是下肢为刚度足够大的悬臂段、两个上分叉肢如前述 V 型柱般设置。

(3) 树状柱

V 形柱或 Y 形柱的分肢在三维空间内分布便形成树状柱，合理的分叉位置和适当的肢间角度关系是树状柱设计的关键。为了更具象的树形的表达，树状柱可以多级分叉，并通过拓扑优化的方式寻找受力更高效的树形；在树状柱负荷较小的情况下，也可以对分肢进行一定程度的弯曲，通过适当牺牲结构效率换取更丰富的形态图。柱分肢处经常会用到铸钢节点以实现杆件间自由的交接。

(4) 伞状柱

当树状柱的分肢数量较多、平面上沿圆弧分布时便形成了伞状柱。当其分肢一定程度的弯曲时，分肢间可以设置一定的环向构件协调各肢的变形并改善各肢的受弯情况。当伞状柱的受荷面积较大时，对各分肢截面的需求也会较大