網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)架與網(wǎng)殼，是指將多根桿件按照某種具有一定規(guī)律性的幾何形狀，通過節(jié)點(diǎn)連接形成的網(wǎng)格狀三維桿系結(jié)構(gòu)。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)具有力學(xué)性能好、適應(yīng)范圍廣、造型優(yōu)美等特點(diǎn)，被大量應(yīng)用于體育館、展覽館、機(jī)場航站樓等大跨度結(jié)構(gòu)，是目前發(fā)展最迅速、應(yīng)用最廣泛的空間結(jié)構(gòu)形式。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)可以連接匯交桿件，傳遞桿件內(nèi)力，而且，節(jié)點(diǎn)選型及設(shè)計(jì)是否合理對于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能、安裝制作、工程造價(jià)等都會產(chǎn)生重要影響，因此，節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的重要組成部分。
　

2、　 本文以黃石體育館鋼屋蓋網(wǎng)格結(jié)構(gòu)為工程背景，使用SAP2000軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了整體分析，得到了桿件內(nèi)力。為驗(yàn)證整體分析的正確性，在臨空節(jié)點(diǎn)和部分主梁上布置測點(diǎn)，得到了結(jié)構(gòu)在自重作用下應(yīng)力和位移的實(shí)測值，并與理論值進(jìn)行了對比。在整體分析的基礎(chǔ)上，本文介紹了焊接鋼板節(jié)點(diǎn)和鑄鋼節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)思路，驗(yàn)算了節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度，分別建立桿系模型和實(shí)體有限元模型，給節(jié)點(diǎn)施加單位荷載，驗(yàn)算了兩種不同類型節(jié)點(diǎn)的剛度。對于焊接鋼板節(jié)點(diǎn)，利用APDL語言編程模擬了焊接

3、過程，借助ANSYS熱-結(jié)構(gòu)耦合分析功能求出了應(yīng)力場，通過對比，數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)有理論基本吻合。為進(jìn)一步了解焊接鋼板節(jié)點(diǎn)和鑄鋼節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)，本文從加工制作、安裝工藝、力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)性能等多角度對這兩種形式的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了對比分析。
　　 計(jì)算與分析結(jié)果表明：焊接鋼板節(jié)點(diǎn)制作較簡單，造價(jià)較低，但體型較大；焊接鋼板節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)空間角度復(fù)雜的桿件間的連接，雖然桿件與簡體連接處有可能會出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象，考慮材料非線性之后，應(yīng)力集中區(qū)域不大；

4、焊接中會產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力，但有限元軟件可以模擬焊接過程，預(yù)測焊接殘余應(yīng)力的大小和分布狀態(tài)。鑄鋼節(jié)點(diǎn)由鑄鋼材料澆注而成，節(jié)點(diǎn)形式靈活，造型優(yōu)美，但造價(jià)較高；鑄鋼節(jié)點(diǎn)受力較均勻，不存在明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。焊接鋼板節(jié)點(diǎn)和鑄鋼節(jié)點(diǎn)都適合應(yīng)用于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，尤其是節(jié)點(diǎn)受力大，匯交桿件數(shù)量多、空間角度復(fù)雜的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，而且，由于這兩種形式的節(jié)點(diǎn)各具特色，如果在合適的結(jié)構(gòu)中同時(shí)使用這兩種節(jié)點(diǎn)，不僅可以滿足設(shè)計(jì)要求，還可以產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益，是網(wǎng)格結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)