根据 AISC 360 进行节点设计时，第 J.4 章规定了构件节点处各组成部分及连接元件（如板件、节点板、角钢和托板）的计算公式。传统设计方法采用数学方程计算结构构件的强度。
尽管针对大多数常见情况已建立了精确的计算公式，但对于某些节点元件，目前仅有经验公式或半经验公式可供使用。然而，借助合理的建模技术，可采用有限元模型进行节点设计，并考虑以下因素：
- 材料非线性分析（MNA），用于准确预测强度。
- 线性屈曲分析（LBA），可提供节点理想弹性屈曲行为的相关信息。
- 几何非线性分析（GMNIA），在 LBA 中考虑二阶效应、非弹性材料行为、几何缺陷及残余应力。
本研究包含来自 86 个试验试件的实验数据、基于第 15th 版 AISC 手册设计方法的手算结果，以及有限单元法计算结果。
结论：
- 对于 86 个试件，第 15 版 AISC 手册中的设计方法结果偏于保守。
- 结果表明，将 MNA 与 LBA 相结合的有限单元法可获得准确的计算结果。
- 为避免发生屈曲，基于 LBA 的临界荷载 Pel 必须满足：LRFD 设计时不小于 4Pr，ASD 设计时不小于 6Pr。
- 文中给出了一个托板节点的设计算例，包括手算和有限元分析两种方法。
作者：Bo Doswell，PE，博士
单位：ARC International, LLC
日期：2022 年 8 月 26 日
关于作者：
Bo Dowswell 于 1985 年以详图员身份进入钢结构行业。此后，他先后在奥本大学和阿拉巴马大学伯明翰分校获得学士、硕士及博士学位。作为注册专业工程师，其设计实践专注于钢结构领域。目前，他同时担任 SDS Consulting（一家设计公司）和 ARC International（专注于研究与咨询）的负责人。Bo Dowswell 还担任阿拉巴马大学伯明翰分校的兼职教授，其研究与教学方向集中于钢结构节点设计。此外，他还为 AISC 钢结构解决方案中心提供咨询服务。
Bo Dowswell 是 AISC 设计指南第 33 册《曲线构件设计》的作者，并定期发表钢结构设计技术文章。他因在节点板方面的研究与发表成果荣获 2020 年 AISC T. R. Higgins 讲席奖。他是多个 AISC 委员会的成员，包括规范委员会、手册委员会、研究委员会以及工业建筑与非建筑结构任务组。Bo Dowswell 还是结构稳定研究委员会的成员，其主要活动涉及节点元件与梁的稳定性研究。