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摘要
焊接空心球节点在大跨度空间网格结构中往往承受轴力与弯矩的共同作用，杆件与空心球连接处极易断裂并导致整体结构发生连续倒塌。为提升传统焊接空心球节点的抗倒塌性能，在杆件与空心球连接处设置内套管，并对新型内套管加强焊接空心球节点进行静力加载试验，继而基于验证后的有限元模型，进一步考察内套管几何参数对该节点抗倒塌性能的影响并给出设计建议。在此基础上，基于组件法力学模型，提出内套管加强焊接空心球节点加强区域的弯曲刚度与等效截面惯性矩实用计算方法，并对内套管-滑块加强节点与外套管加强节点进行了拓展分析。结果表明，增设内套管改变了节点的弯曲刚度，从而可显著提升传统焊接空心球节点的承载力与变形能力，但弯曲刚度达到一定程度后反而会削弱节点的转动能力，不利于悬链线机制的发挥。增设内套管-滑块或增设外套管的方式同样可以提升传统焊接空心球节点的抗倒塌性能，且前者的第二次断裂可提供一定的安全储备。
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单位郑州航空工业管理学院; 土木工程学院; 西安建筑科技大学
