空间结构销铰节点销轴常幅疲劳数值模拟

李 渊，胡 帅，刘宇雄，邢 颖，焦晋峰

(太原理工大学 土木工程学院，太原 030024)

销铰节点是空间结构中常见节点形式之一。因其传力路径明确、构造简单、外表美观、环保经济等，销铰节点近年来被广泛应用于空间结构节点等关键连接处[1]。山东邹城国际会展中心钢桁架与柱连接处创造性地应用了大直径销轴销铰节点[2]，广州新电视塔梁柱连接处也巧妙地应用了在传统销铰节点基础上开发的双向铰节点[3]。当销铰节点承受沿耳板轴线方向的往复动力荷载作用时，易因销轴疲劳失效而导致节点破坏[4-5]。

目前销铰节点设计主要依据为欧洲钢结构规范[6]、美国钢结构规范[7]、国内桥涵设计规范[8]及《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)[9]等。国内外学者针对销铰节点进行了大量的试验及仿真研究：丁大益等[2，10]、马建伟等[11-12]针对典型空间结构销铰节点，结合试验和有限元分析探索其承载力极限及破坏形式；朱浩[13]通过数值模拟得到销轴接触应力分布区域及孔径、耳板厚度等因素对其疲劳强度的影响；张彩亮等[14]对比了中、美、欧钢结构标准中销铰连接的计算公式及构造要求；王仲衡等[15]通过4组试验得到销铰节点耳板的破坏形式、应力分布及承载极限；ZHANG et al[16]探讨了新型销轴支座平面外水平极限承载力及其影响因素；PEDERSEN[17]通过有限元分析探讨销铰节点应力集中的主要影响因素；XU et al[18]通过数值方法，研究摩擦系数、接触刚度等因素对销轴接触应力分布的影响；STROZZI et al[19]探讨了初始销孔间隙对销轴应力分布的影响。……