图41 设计荷载作用下节点的单元等效应力图

图42 检验荷载作用下节点的单元等效应力图

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8.2四杆节点有限元分析

8.2.1分析模型

用有限元软件ANSYS对该支座节点的受力性能和变形特征进行了弹塑性分析并得出其极限承载力。由于该球体壁厚和球径之比在工程薄壳范围内，故采用四边形弹塑性板壳单元，每个节点有6个自由度，包括3个线位移和3个转动自由度，这种单元具有大挠度小应变的特点，能比较好的模拟薄壁钢管及薄壁球壳的的受力特性， 分析时考虑了材料非线性和几何非线性， 按双线性等向强化考虑，采用Von-Mises屈服准则，并用增量变刚度法进行迭代计算。同时为了准确反应球管交界处的应力集中情况，在球管交界处细分了网格.轴向力平均的分配给各个节点，形成单元结点荷载。材料参数取材性试验得到的数值，E=1.99×105MPa，fy=381MPa。收敛准则为位移及不平衡节点力收敛准则。本文不计残余应力和节点区焊缝对节点极限承载力的影响。图53为该节点的计算模型。

图53 节点计算模型

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图54 设计荷载作用下节点的单元等效应力图

图55 检验载作用下节点的单元等效应力图

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5 华中科技大学体育馆斜柱有限元仿真分析

5.1 模型参数

斜柱支承体系在屋盖施工过程是一个整体受力体系，但不是均匀受力；在屋盖施工的不同阶段，各主桁架拱上的荷载不同造成了各支承斜柱的受力情况有差异；另外由于屋盖主桁架拱支座在支承斜柱上的定位误差，以及施工期屋盖钢结构由于温差产生变形，斜柱不再是轴心受压，整个支承体系协调变形，因此需要对斜柱支承体系整体分析。整体分析模型从整个建筑结构上的截取原则是：因是刚性基础，斜柱底部从基础顶面截取，不考虑基础的变形；一层楼面梁板的截取位置根据梁板跨度各异，拱平面内侧在最近框架柱处截取，拱平面外侧由于跨度较大，在梁板的大致反弯点处截取，垂直于拱平面两侧在实际板边缘截取；二层楼面采用相同的截取原则。图4-1是一层斜柱支承体系的结构平面布置图，粗线框内为截取的有限元计算模型结构平面。楼板厚度、框架梁尺寸依据实际工程结构设计图纸。

图4-1 斜柱支承体系一层结构平面图

作为主要承力构件，支承斜柱要做进一步的局部应力分析。由于斜柱的对称

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