桂浩宸

(遂宁东辰荣兴国际学校, 四川遂宁 629000)

1 概 述

近年来，管桁架结构在各类大型场馆结构中应用较多，一般是以平面节点为主，而空间多维节点的较少。相比之下，空间多维节点连接方便，受空间限制较小，但其传力特征不明确，设计较为复杂。目前国内外对于常规的K、T型常规桁架节点的力学性能，国内外已经取得了较多的研究，为实际工程具有指导意义[1]。但是，对于空间多维多向钢桁架节点来说，节点的受力和构造更为复杂，而且无严格的标准和规范可依[2]。因此，目前对复杂的空间多维钢管桁架节点进行研究具有重要的理论和实际意义。近年来，对于空间多维多向钢节点的研究多采用试验或有限元分析的方法[3]。本文以某天际别墅钢结构工程为背景，选取其转换层钢桁架的关键空间节点为研究对象，采用大型通用有限元程序ABAQUS对其设计承载力进行验算并找出节点的薄弱部位，同时提出提高节点承载性能的加劲措施并进行有限元验证分析。

2 计算模型

2.1 节点几何参数

如图1所示，本文研究的节点杆件较多，构造复杂，为提高节点的承载力，减少主管的变形，节点设置有插板。节点各杆件截面尺寸、插板厚度见表1。

图1 节点三维示意

表1 节点构件尺寸

2.2 节点有限元模型建立

根据圣维南原理，为使杆端约束不影响杆中应力分布，有限元模型中节点各杆的长度取杆件直径的3～4倍。如图2所示，采用ABAQUS建立节点的有限元模型，其中模型的单元选用SR4(四节点减缩积分壳单元)单元。……