钢屋架结构固定抗震铰支座节点深化设计.pdfVIP

第十四届全国现代结构工程学术研讨会 钢屋架结构固定抗震铰支座节点深化设计 刘占利，杨波，马锦姝 (北京市建筑1二程研究院有限责任公司，北京100039) 摘要：钢结构支座节点受力复杂，为结构的关键节点。结合某钢屋架工程的固定抗震铰支座工程实例，基于ANSYS有限 元分析软件，考虑材料非线性和几何非线性，对在设计荷载作用下的强度、刚度及稳定性进行数值计算。对数值计 算结果进行分析，选取合适的焊接球尺寸，并完成施工深化设计图的绘制。 关键词：深化设计，抗震铰支座，ANSYS有限元 一、引言 钢屋架的支座节点是钢屋架的重要构件，是连接屋架结构与下部支承结构的纽带。支座节点的设计是 钢屋架结构设计的重要组成部分，支座的设计与钢屋架结构边界条件紧紧关联，其设计的成败决定了钢屋 架的实际受力状况与计算模型是否一致，影响着钢屋架的安全性能。随着建筑跨度越来越大、体型越来越 复杂，因支座丧失承载力或稳定性导致的钢屋架坍塌事故屡屡发生，造成巨大的人员伤亡。因此，有必要 对支座节点进行深化设计，以保证传力路线明确、过程简捷、连接安全可靠且经济合理【l~2J。 大跨度钢屋架支座节点处往往汇集多根结构杆件，节点的构造与受力均非常复杂，为深入了解节点受 力性能，分析其在使用期间的安全性，本文以某工程的屋架固定较支座为例，利用有限元工具对其进行深 化设计，其深化设计方法与结果可为类似支座节点的深化设计提供参考。 二、支座节点概况 某科技体育馆钢屋架的结构示意图如图1所示，对其固定铰支座节点进行深化设计，设计依据为钢结 构节点大样图，如图2所示。各设计参数值如表l所示。 工业建筑2014增刊 第十四届全国现代结构工程学术研讨会 塑萋=篓殛艮 ／ 下麓 选i蔓塞墨垡。 ，嚣H¨礁暑毫H“技 二；；；；：■；、一 岛T擎、一 辨≥、一 图2钢屋架支座节点大样图 表1 支座节点深化设计参数 设计参数 参数值 焊接球外半径、厚度(mm) 325、30 焊接球支撑钢管外半径、厚度(mm) 200、25 上弦杆外半径、厚度(mm) 351、16 GC杆外半径、厚度(mm) 180、6 斜腹杆外半径、厚度(mm) 194、8 构造支撑杆外半径、厚度(inin) 180、6 球体抗拉强度设计值(MPa) 295 球体抗压强度设计值(MPa) 295 加劲肋厚度(mm) 25 支座节点深化设计 (一)节点深化设计有限元模型的建立 1．三维实体的建立与网格划分 析时采用的单位制为国际单位制：N，m。网格划分采用的是ANSYS程序的单元划分器中的自由网格划分 技术，自由网格划分技术会根据计算模型的实际