奧體博覽中心主體育場為特級特大型體育場，固定座位達80 011席。整個鋼罩棚由14組(28片)主花瓣和13片次花瓣形成的花瓣組構成。罩棚為空間管析架與弦支單層網殼鋼結構體系構成的環狀花瓣造型，罩棚外邊緣南北向長333m，東西向285 m罩棚最大寬度68 m懸挑長度52m，罩棚最高點標高高度為59. 4m。罩棚上、中、下部分別支撐在鋼筋混凝土看臺及平臺上。整個鋼結構罩棚通過支座、支撐、主析架、次連接桿件、弦支單層網殼、內環析架等相互連接，形成穩定的復雜空間結構體系，下面需要對該結構進行詳細的有限元分析。
      由于整體花瓣造型要求的曲線效果，特別是花瓣和花瓣交接處很多小角度桿件的交叉，使得整個工程的鑄鋼節點用量較大。節點1為靠近懸挑端的撐桿支座節點，節點2為花瓣落地支座處節點，由于花瓣造型，主結構兩肢主析架的弦桿在此處交匯造成了節點處桿件多、桿件間交叉角度小，如果采用普通的圓管相貫焊，將使得焊接區出現明顯的殘余應力集中，大大降低鋼材的延性性能，節點3同樣是桿件間夾角小導致相貫線很長，節點4是11根桿件交匯的復雜相貫節點。
      節點設計是確保結構安全最重要的因素之一，是保證結構整體安全的必要前提。現行鋼結構及相關設計規范、規程對于規則鋼結構節點的連接設計有計算公式，但是對于復雜建筑的結構造型，特別是造型多變的仿生結構的節點整體安全設計，由于節點的多樣性以及問題的復雜性，未提出明確的計算公式，而主要是依靠試驗結果或數值模擬來指導設計。試驗研究的方法在具體工程中又會受到多方面的限制，比如復雜節點的1: 1模型試驗往往要求有完善的約束和加載措施，一般只有國內為數不多的高校才有這樣的實力完成，試件要從加工廠運到所在高校的實驗室，實驗室做完試驗后再將試件運到建筑現場(如果做破壞性試驗成本會更高)，這對于本來就很緊張的工期來說是不小的挑戰。
      三維實體及數值計算的發展和應用為這類問題提供了較為簡便的解決方法，但是具體使用中也存在著一些問題。目前鑄鋼節點有限元分析多以鑄鋼節點局部區域材料自身達到屈服點作為設計的主要控制指標，而結合之前所做的大量有限元分析結果顯示，由于應力集中的存在往往在設計荷載附近就會有節點的局部區域(特別是桿件交接處在實體模型分網時較容易產生小角度單元的地方)進入塑性，這樣往往導致設計的節點較重。現行較為常用的節點設計判斷準則一般有2種：①以整體節點的某一極小部分區域進入塑性從而判斷節點失效；②根據分析結果反映的節點區域的塑性分布(看其有無擴散以至發生全截面塑性的趨勢)來判斷節點是否失效。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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