直接焊接钢管结构因质量轻盈、形状优美、受力性能优越,故可广泛应用在大跨度空间结构中。由于相贯节点在结构设计中是承受荷载的关键部分,再加上节点数量、尺寸、角度、截面形状的不同,导致其受力复杂。在进行结构设计时,结构整体性能可能会由于节点问题考虑不足而受到较大影响。同时在大型钢结构建筑中由于落水、电缆等管道的隐蔽埋设要求,会遇到在立柱与立柱、水平管件相贯节点部位的开洞情形,因此研究节点的开洞情况有其必要性。目前,各国规范对一般相贯节点的承载力计算均有成熟可靠的计算方法,然而在开洞相贯节点的承载力方面,虽有学者进行研究,但实际成果仍然较少,给广大钢管研究设计人员带来不便。基于上述叙述,本文以K形圆钢管相贯节点为基础,专门研究了开洞K形圆钢管相贯节点的极限承载力及其相关情况,以便得出有益结果。本文首先介绍了有限元理论,同时着重阐述了弹塑性基本理论和非线性分析基本理论,结合两种基本理论为后续的有限元分析奠定了基础。其次通过查阅相关文献,确定影响K形节点的极限承载力的几何参数,并合理设定节点的参数范围及受力方式,按照规范及建议公式计算出节点的极限承载力。同时采用ANSYS软件结合有限应变壳单元shell181建立了K形节点有限元计算模型,在此基础上进行极限承载力分析,然后对比两部分结果,验证有限元模型的准确性。最后通过引入开洞率参数,在K形节点模型的基础上建立合适精确的开洞节点模型,用以对192个开洞K形节点的参数模型进行分析,得出以下结论:1、进行K形节点和开洞K形节点的破坏模式分析,得出两者的破坏模式类似,即支主管相贯处首先达到屈服,当荷载继续增大时,支主管相贯区域四周形成了整体塑性区,同时随着塑性变形的增大,此区域内逐渐形成了应力重分布,最后由于支主管相贯区域部分塑性变形较大,节点的承载强度达到最终屈服强度,形成节点破坏。2、不同几何参数对开洞K形的极限承载力影响不同。影响开洞K形节点的极限承载力变化的几何参数有开洞率(参数η)和支主管直径比(参数β)以及主管径厚比(参数γ)与支主管轴线夹角(参数θ)。同时按照本文分析,得出参数β、参数θ、参数η是主要影响因素,因此可在工程应用中优先考虑具有主要影响的参数。3、通过分析不同节点的极限承载力变化大小,得出在文中参数范围内,并在保持K形节点的极限承载力几乎不变的情况下,其开洞率可保守取为0.25。与此同时,为了保持结构设计的经济性,还给出在不同几何参数单独变化的情况下,开洞率取值的最优解。4、通过引入开洞折减系数Ψkd,以文中计算结果和模拟数值为数据基础,结合多元线性回归技术,得出折减系数拟合公式。并通过取值验证,比对分析,证明该公式在参数范围内有良好的适用性。