空间结构中焊接空心球节点以构造简单、连接方便等优点得到了广泛应用。目前，国内外已根据大量试验数据回归得到了简单焊接空心球节点的承载力计算公式，制定了设计规范。对于较为复杂的受力情况，国内的刘锡良对6组大直径空心球进行了理论和试验研究，建立了基于冲切模型和能量法的承载力公式；卫星对重庆奥林匹克体育中心网壳结构中与10根管相连的铸钢球节点承载安全性作出了评价；王元清对大量以圆管为弦管、方管(包括矩形管)为支管的混合空间钢管节点承载力分析，回归出了相关的承载力计算公式；董石麟、熊世树分别对某些焊接空心球节点进行了有限元分析和试验研究。由于国外焊接的人工费用很高，所以这方面研究相对较少，Gao和 Gho进行了轴力、平面内弯矩和平面外弯矩同时作用下完全相贯K形节点的试验研究，并提出了应力集中因子的概念。相对而言，大直径焊接空心球节点多向同时加载的研究较少，实际中缺乏可参考数据，因此对这类节点进行试验研究是很有必要的。
      本研究在某工程体育馆张弦穹顶屋盖施工过程模拟基础之上，对其中的大型空心球支座节点进行弹塑性有限元分析及足尺试验研究，全面把握其受力性能、自身强度及安全储备，能够验证有限元的分析结果，为屋盖结构设计与施工提供依据，对类似节点设计提供参考。
      试验节点与12根杆件、一块拉索肋板和两块索耳板相连，索耳板连接径向索，杆件及拉索轴线定位如图所示，从图中可见，7#、8#、9#三杆搭接，且无加劲肋板。
      空心球外径900mm，厚25mm。为提高球体承载力，在节点钢球内设置十字加劲肋，肋板厚45mm，其余杆件型号见表，模型杆长取3倍直径，所有钢材均为Q345B。
      节点中2#、4#、6#空间位置特殊，且杆荷载较小，为方便试验加载将这3根杆件荷载按矢量等效原则分解后施加到1#杆、3#杆、12#杆上，并通过有限元分析验证可行性。节点承载力检验荷载P1.6设取为1.6倍设计使用荷载P设，试验实际加载1.6分取为1.6倍分解荷载P分。
      采用有限元软件ANSYS中的4节点弹塑性壳单元SHELL143对该节点进行受力分析。网格的划分采用整体划分和局部加密相结合、映射划分和自由划分同用的方法，其中球体、肋板、索耳板采用自由网格划分法，杆件采用映射网格划分法，并对各相交线处网格进行加密处理。整个模型共分为56681个单元，28243个结点。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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