金绍武，李 红，胡帅军，王仪政

中国动漫馆节点有限元分析

金绍武，李 红，胡帅军，王仪政

（湖北工业大学土木建筑与环境学院，湖北武汉430068）

以中国动漫馆为例，利用Sap2000的计算结果，将节点处各杆端力作为荷载加于节点进行有限元分析计算。使用ANSYS对本工程关键部位节点进行最不利工况下的强度验算，以保证工程的安全可靠。

中国动漫馆；节点；ANSYS

1 工程概况

中国动漫博物馆位于浙江省杭州市白马湖畔，总建筑面积约为30382m2。本项目建筑主体最高点距地面44.50m，一层采用钢板剪力墙结构，二层及以上采用钢板剪力墙＋跨层桁架结构。建筑最大平面尺寸为152m×63m，地上六层，局部设夹层与地下室（图1）。

图1 中国动漫馆上部结构模型三维视图

2 分析计算软件

根据Sap2000里导出的杆件截面尺寸和相对几何关系的线框模型，采用CAD软件完成铸钢节点的CAD模型设计。通过ANSYS自带接口，将几何模型从CAD软件中导入到ANSYS分析软件［1］。

3 节点有限元分析

有限元模型单元选取实体单元SOLID187的10节点高阶单元，取单元大小为15mm，为铸钢节点中钢管最小壁厚30mm的1／2。对不同网格尺寸及单元类型试算结果表明，计算结果精度满足工程需要。模型节点总计约181万，单元总计约122万。材料的弹性模量E和泊松比ν分别取为2.06× 105MPa和0.3，材料模型采用理想弹塑性模型，铸钢型号选用G20Mn5N，强度设计值f＝235N／mm2。

图2铸钢节点各杆件编号示意分图

图3节点网格划

根据Sap2000计算结果，铸钢节点（图2、图3）各工况下内力以轴力为主，剪力及弯矩相对较小，因此取主管（编号3754）轴力最大工况进行计算。……