焊接空心球节点是用于连接大跨度空间网格结构杆件的常见节点形式之一，具有构造简单，施工方便的特点。然而，焊接过程的热效应必然导致残余应力的产生，并且结构实际施工过程中，通常不对空心球节点球-管对接焊缝进行焊接残余应力的消除作业；既有研究表明焊接残余应力会削弱构件力学性能如降低空心球节点轴向刚度，因此研究焊接残余应力对空心球节点力学性能的影响具有必要性。空心球节点属于半刚性节点，不仅可传递轴力还能传递一定弯矩，然而目前鲜有研究考虑了焊接残余应力对空心球节点抗弯力学性能的影响。因此，针对焊接残余应力对空心球节点抗弯极限承载力、抗弯刚度等力学性能影响的研究既是基本构件研究的必要也是结构整体研究的基础。
　　为此，本文采用数值模拟与试验研究相结合的方法，针对焊接空心球节点球-管对接焊缝，研究了焊接残余应力在空心球节点截面上的简化分布以及考虑焊接残余应力时空心球节点抗弯极限承载力、抗弯刚度发生的改变；并简要分析了节点焊接残余应力对单层球面网壳结构承载力、变形等性能的影响。主要研究内容与成果如下：
　　（1）针对空心球节点球-管对接焊缝焊接过程，利用ANSYS进行了仿真模拟，获取了基于Von Mises应力准则简化的节点截面焊接残余应力分布模式，基于节点尺寸分析了各参数对节点焊接残余应力分布的影响趋势；研究表明空心球节点焊接残余应力最大可达220MPa，节点具有一定焊接热影响区其范围主要受尺寸参数影响。
　　（2）制备了有无焊接残余应力的空心球节点对照试件，开展了空心球节点纯弯试验，获取了试件弯矩-转角曲线并通过作图法得到对应节点的抗弯弹性极限、抗弯屈服荷载、抗弯极限承载力、抗弯刚度等参数量值；试验结果表明，焊接残余应力对节点极限承载力影响不超过5%，而对抗弯刚度最大可削弱10.43%。
　　（3）基于节点构造尺寸参数，参数化分析了焊接残余应力对空心球节点抗弯力学性能的影响，定性判断了焊接残余应力对节点力学性能影响与节点构造参数的对应关系；主要结论为当节点抗弯刚度较大时，焊接残余应力对其的影响程度减弱，反之加强。
　　（4）通过双线性弹簧模型对焊接空心球节点进行了模拟并引入整体结构，对K8型单层网壳结构的极限承载力与变形能力进行了精细化模拟分析；结果指出当以最不利情况考虑节点受焊接残余应力的影响时，整体结构极限承载力下降7.19%，最大变形增加11.93%。