随着国家经济的高速发展，对体育类建筑，会展类建筑等设施的需求量与日俱增。空心管结构因其造型美观，且管截面构件受力性能好而被广泛应用于这些结构中。空心管结构连接设计一直是管结构设计中的一个棘手问题，受到各国越来越多科研人员的重视。　　 本文背景工程就采用了空间正交钢管桁架结构，截面形式为方形和矩形焊接空心截面，节点形式为支管端部扩大的加强型空间节点，桁架与钢管混凝土柱的连接节点也可以认为是主杆内填充混凝土的加强型空间节点。目前我国规范没有关于此类空间桁架节点的强度计算公式。为了保证工程的安全，对工程两个典型节点进行了试验研究，其中节点一为足尺模型，节点二为1:2缩尺模型。试验结果表明，两个节点的强度满足要求，节点是安全的，两个节点均未发生明显的破坏现象，节点焊缝未见破坏，两个节点均具有一定的安全储备。采用 ABAQUS对试验节点进行有限无分析也表明，节点可以满足工程要求，两个节点承载力分别达到167.5％和297％设计荷载。　　 在背景工程空间节点试验研究和有限元分析的基础上，探讨了节点有限元分析时材料本构模型、位移边界条件、杆件长度系数α和钢材极限应力的选取，提出了合理的节点有限元分析模型。　　 本文采用有限元方法对空间加强D-KT型相贯节点进行了深入的研究，加强方式包括支杆端部扩大和水平杆内填充混凝土。为了研究空间D-KT型节点的空间效应，本文也对以上两种加强型的平面KT型节点进行了研究。研究表明，支杆端部扩大可以有效提高节点受拉支杆的极限强度，并推迟节点进入塑性发展阶段：主杆（水平杆）内灌混凝上可以有效提高节点受压支杆极限承载力。空间D-KT型节点的应力分布与平面KT型节点的不尽相同，但节点承载力相近。荷载效应对节点应力分布有影响，但对承载力的影响很小。　　 前人研究表明，支主杆宽度比β、主杆或水平杆宽度与壁厚比2γ是影响节点强度的主要因素。对于支杆端部扩大的加强型节点，支杆端部扩大系数η可能也是影响节点强度的一个重要因素。因此，本文对平面KT型节点和空间D-KT型节点进行关于以上三个影响因素的参数化分析。研究表明，当β＜1.0时，随着β值的增大，节点强度提高：γ值越小，节点强度越高，η值越大，节点强度也越高。在节点参数化分析的基础上，本文提出了平面KT型和空间D-KT型节点以及相应支杆端部扩大的加强型节点的承载力计算公式。　　 不同的节点类型对桁架整体结构的静力性能将产生一定的影响。另外，不同的计算模型也会对结构计算结果产生影响。为此，本文进行了不同节点类型和计算模型下结构静力性能的对比分析，其中包括了3类节点（未加强节点、全部相贯线处设置加劲板的加强型节点、支杆端部扩大的加强型节点）和4类计算模型（杆系铰接模型、杆系刚接模型、梁壳单元混合模型、全壳单元模型）。研究表明，不同的计算模型对杆件的轴力、节点应力分布和承载力影响不大；但不同的节点类型对结构的整体刚度影响显著。对于采用未加强相贯节点的空心管结构，杆系模型高估了结构的刚度。