该示例取自AISC设计指南24——算例7.1:
焊接HSS节点承受由斜撑构件产生的板轴向拉力。柱承受轴向压力恒载和活载,分别为PD = 20.0 kips和PL = 60.0 kips。确定该节点作为支管板节点是否满足要求,或是否需要采用贯通板节点。注意,该节点在板力垂直于柱的分量作用下进行校核,因为该分量起主导作用。
设计指南中的结果
柱采用ASTM A500 Gr. B钢材,板采用A36钢材。
HSS弦管壁塑化极限状态的可用承载力为:
- 23.1 kips < 40 kips(LRFD)
- 12.5 kips < 25 kips(ASD)
将该节点作为支管板节点处理不满足要求。
假定为贯通板节点时的弦管壁塑化:
- 46.2 kips > 40 kips(LRFD)
- 30.4 kips > 25 kips(ASD)
该节点满足要求。
板受拉屈服极限状态的名义承载力:
- 64.8 kips > 40 kips(LRFD)
- 43.1 kips > 25 kips(ASD)
IDEA StatiCa Connection
IDEA StatiCa采用几何和材料双重非线性分析对空心截面节点进行校核。承载力由四个准则确定:
- 任一组件(焊缝、螺栓等)规范校核达到承载力
- 板件塑性应变达到5%限值
- 收敛终止(即屈曲破坏)
- 截面变形达到3%限值
有关空心截面节点分析的更多信息,请参见空心截面构件节点。
采用平衡荷载以允许对柱施加压力。
结果如下:


通过对节点进行超载并在规范设置中选择"在极限应变处停止"功能,可确定承载力。ASD对应值为27.35 kips,LRFD对应值为39.65 kips。截面变形为2.3%,接近限值。该节点因空心截面塑性极限应变达到5%而破坏。
对比
IDEA StatiCa Connection的结果略偏保守。主要原因之一是IDEA Connection中对所有板件采用的安全(抗力)系数和。在同一模型中无法使用不同的安全(抗力)系数。
