在张弦梁结构的拉索锚固部位铸钢节点用的比较多。下面是一个体育馆张弦梁结构的铸钢节点计算过程和结果,以图片的形式给出。
图1 铸钢节点在张弦梁结构中的位置
由于此处受力较为复杂,而且拉索的力比较大,因此采用铸钢节点在构造上比较好处理,施工质量也比较好控制。
图2 节点三维模型
对于节点细部分析一般采用实体建模的方式。现在有很多专门建立几何模型的软件可以使用,比在有限元软件中建模快多了。这是SOLIDWORKS建立的模型,挺漂亮的。

图3 不同网格密度比较
在实体单元分析中,单元大小的控制比较重要,这是分析精度和计算机资源的矛盾。两者的平衡点是最佳选择,但是比较难做到,需要一些经验。
图4 边界条件与荷载的施加
此处采用了一些技术,能使索的拉力始终垂直于节点对应表面。这也是非线性的一种,或许属于“边界非线性”吧。

图5 MISES应力分布
钢结构节点应力分析中,一般是查看MISES应力,能够满足设计精度的要求。现在的软件后处理功能真的很强大,显示很漂亮。
图6 一个剖面的切片
选择一个后处理方便的软件非常重要,特别是要有这种切片功能的软件,想看哪里就可以看哪里,想怎么看就怎么看。
图7 相贯线处的应力分布
图8 节点的应力变化
由于考虑了材料的弹塑性,所以可以看到有些节点处的应力曲线会出现减小的趋势。在节点分析中,我们希望塑性先出现在非核心区,即最重要的部位不出现塑性或后出现塑性,也就是“节点强度大于构件强度”的标准。
节点分析非常有意思,比整体分析更有乐趣。而且节点细部分析在空间结构设计过程中非常重要,一个好的结构必须设计好节点,特别是一些关键节点。它就像是结构的心脏,节点坏了也就意味着整个结构处于“病危”状态。