用三维有限元技术对各类相贯螺旋管节点进行系统分析计算

在计算技术和试验技术高度发展的今天，采用三维有限元技术对各类相贯螺旋管节点刚度系数进行系统分析计算，并辅以适量的钢模型试验验证是完全可能的。在对跨空间钢管结构的分析上目前仍然采用传统的理想节点假定或套用仅适于钢框架梁柱节点刚丿判定的准则来建立计算模型，缺乏针对钢管结构自身点建立的非刚节点刚度判定准则。作为设计依据，我现行钢结构规范中提供了平面节点和空间相贯节点的强度计算公式。由于到目前为止的工程设计中，多把采用圆钢管相贯节点的结构作为平面的或空间的铰接杆件体系看待，因此，规范中所列入的计算公式于考虑仅受杆件轴力作用的节点强度问题。当相贯节点用于空腹桁架或单层网壳时，现行规程规定设计时采用刚节点假定。这就使得节点除承受轴向力作用外，还承担相应的弯矩。

　　当单层网壳采用空心球节点时为简计算，规程规定将空心球轴向承载力计算公式统乘以受弯影响系数，作为其在压弯或拉弯状态下的承载力设计值。这种方法具有很的近似，本书建议直接采用抗弯承载力校核的方法来进行节点设计。尽管海工结构领域对弯矩作用及轴力和弯矩组合作用下的节点强度已有不少成果，但尚需根据建筑结构的几何构形和尺寸点进行适用研究工究意义工程应用背景在近年来相贯节点应用日渐普及的背景下，对钢管节点的非刚能研究尚未充分展开。研究工作的滞给工程设计的、经济已造成不利影响例如，西南某枢纽航站楼建设工期长达近年，因单层网壳采用的钢管相贯节点是否具有结构需的抗弯刚度难作定是拖延设计、制作周期的重要原因，螺旋管只能用足尺试验进行验证。又如东南某省会拱跨体育设施钢管结构，原本可以采用相贯节点，由于对节点能把握不准，量节点采用厚壁铸钢，单此项即耗资巨。

　　沿海某城市际会议采用贯通式节点设计时，完全按刚处理，事的分析才发现所取几何尺寸只能保证节点的弱刚连接，导致稳定承载力下降左右，所幸原设计留有很余地，但为起见还是另行追加了结构加强构件。上海市重工程八万人体育场设计曾分别采用铰接和全刚接两种杄系模型计箅，发现实验结果与刚接杆系模型接近，而按刚接模型计算得到杆件内力因为包含弯矩成分，使按铰接模型分析确定的杆件截面承载强度显得不够。究竟是否需要修改杆件截面，就须根据相贯节点的刚程度，建立更接近实际的分析模型，而才能确定杆件内力，对螺旋管的杆件承载能作出合理判断。这些型工程的实例明对钢管节点非刚能的合理评价，以及可供工程应用的节点刚度判定准则的建立，已成为目前需要尽快解决的课题研究意义节点的非刚能对规模超静定结构的内力分析、稳定承载力、限强度以及振动都有影响。