[工程][案例][FEM] 某工程搭接桁架节点有限元分析 [Finite Element Analysis of Lapped Truss Joints in a Project]

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以下内容来自团队成员 吴金诚(WJC) 整理分享。

某工程转换桁架节点有限元分析

作者：吴金诚

01 工程概况

某超高层在立面存在退台收进，结构采用了搭接桁架转换的收进方式。搭接桁架属于关键构件，因此除了对其进行性能验算，还需对其关键节点进行有限元分析。本文将介绍搭接桁架中的三个关键节点（如图1.1所示）的有限元分析情况。

图1.1 搭接桁架关键节点示意

02 节点一

节点一是斜腹杆相交节点。在最不利组合荷载下，JD1除两腹杆翼缘相交处由于应力集中出现局部屈服，节点其余大部分区域未出现屈服，最不利组合荷载小于该节点的最大承载力。

图2.1 节点一轴测图

图2.2 节点一计算简图与模型三维效果图

图2.3 节点一Mises云图与PEEQ云图

03 节点二

节点二为转换桁架腹杆与框支柱的连接节点。在最不利组合荷载下，JD2除转换桁架腹杆翼缘与连接隔板及连接腹板相交处由于应力集中出现局部屈服，节点其余大部分区域未出现屈服。最不利组合荷载小于该节点的最大承载力。

图3.1 节点二轴测图

图3.2 节点二计算简图与模型三维效果图

图3.3 节点二钢构件Mises云图

图3.4 节点二混凝土最大主应力云图

图3.5 节点二钢构件PEEQ云图

04 节点三

节点三为被转换柱与转换桁架下弦杆及腹杆的连接节点。在最不利组合荷载下，JD3除转换桁架腹杆翼缘与连接隔板及连接腹板相交处由于应力集中出现局部屈服，节点其余大部分区域未出现屈服；连接腹板与钢管柱相交位置混凝土由于应力集中，最不利组合荷载小于该节点的最大承载力。

图4.1 节点三轴测图

图4.2 节点三计算简图与模型三维效果图

图4.3 节点三整体Mises云图

图4.4 节点三钢构件Mises云图

图4.5 节点三整体PEEQ云图

图4.5 节点三钢构件PEEQ云图

05 总结

搭接桁架关键节点在最不利荷载组合内力下，除了由于应力集中较少局部出现塑性应变外，其余大多数区域均为出现塑性应变，节点可以满足小震、中震以及大震下的性能目标要求。

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