【摘 要】
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焊接空心球节点制作工艺简单，连接方便，空间受力合理，是最早应用于我国网架结构的一种节点形式。近年来，国内外专家学者对这种节点的受力性能和破坏机理从科学试验和理论分析的角
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焊接空心球节点制作工艺简单，连接方便，空间受力合理，是最早应用于我国网架结构的一种节点形式。近年来，国内外专家学者对这种节点的受力性能和破坏机理从科学试验和理论分析的角度作了大量的研究，并回归出了球节点承载力计算的经验和理论公式。随着时间的推移，焊接空心球节点在使用中开始出现一些问题，需要对节点进行加固才能继续使用，但是目前规范中没有给出焊接空心球节点加固的计算公式。设置加劲肋是提高焊接空心球节点承载能力的一个有效途径，但是在既有网架焊接空心球节点内设置加劲肋的加固方法，存在施工困难等问题，而在球节点外设置加劲肋可能是加固既有网架结构焊接空心球节点的一个可能途径。本文基于河北省建筑科学研究院在某商场的检测鉴定工程中提出的球外设置加劲肋的加固方法展开研究，在焊接空心球外部焊接三角肋，并对加固前后焊接空心球节点进行了对比试验研究。结果表明通过对焊接空心球球节点外部设置加劲肋，能提高焊接空心球的受压和受拉承载力，并得到了这种加固方法的承载力提高系数。利用有限元分析软件ANSYS，建立焊接空心球节点的有限元分析模型，本构关系模型采用理想弹塑性应力-应变曲线，屈服准则采用Von-Mises屈服准则。利用有限元模型，在球体外设置三角加劲肋，对加固后的网架焊接空心球的受力破坏机理和破坏过程进行了非线性有限元分析，得到了三角肋加固前后焊接空心球节点的承载力。通过N-R法迭代跟踪球节点的荷载-位移曲线，将有限元分析结果和试验结果进行了对比，确定了正确的有限元分析模型。通过数值模拟分析，确定三角肋加固焊接空心球节点的承载力与三角肋尺寸、三角肋厚度、焊接空心球壁厚、钢管直径、钢材型号等参数有关。改变影响焊接空心球节点承载力的参数，建立有限元模型，对各种球节点进行有限元分析，研究得到三角肋尺寸和厚度对焊接空心球节点轴向受压和轴向受拉承载力的影响。最后对数据进行回归分析，得到了三角肋加固焊接空心球节点轴向受压和轴向受拉承载力的计算公式，并通过试验结果验证了公式的正确性。
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