在空间网架结构中,焊接空心球节点以构造简单、连接方便以及规格种类不受限制等优点而得到广泛运用。而近几年来,空间网架结构向着超大跨度、复杂造型的结构方向发展,使得网架结构焊接空心球节点的直径越做越大。这不仅影响结构的整体美观,更重要的是随着空心球的增大,加大了工厂的加工生产和现场施工的难度,且使球的生产质量无法得到有效的保证。本文主要在本课题组研究的基础上,对已提出的钢管缩径与焊接空心球连接节点进行优化,并利用ABAQUS有限元分析软件建模分析。钢管缩径与焊接空心球连接节点在本文中被称作钢管锥头焊接空心球节点,这是综合焊接空心球节点和螺栓球节点两种节点的优点而提出的一种新型网格结构节点形式。为使新型钢管锥头焊接空心球节点能更好的实现工业化生产、更方便在网格结构工程项目中得到推广。本文将对钢管锥头的构造进行设计,并归纳出工程中常用钢管型号对应的钢管锥头的几何参数信息。针对其中的典型节点用ABAQUS有限元软件建模分析,根据模拟结果分析钢管缩径前后焊接空心球节点的应力发展状况、承载能力和破坏机理等。从缩径率、用钢量等方面分析了当钢管锥头采用不同材料时,对钢管缩径效果的影响。本文通过对389组钢管锥头焊接空心球节点在受单向压力作用时进行有限元分析,探究钢管锥头小头的外径与球外径比、空心球径厚比、空心球外径等参数对节点承载力的影响情况。在此基础上,利用数值方法拟合出该新型焊接空心球节点的承载力计算公式。然后,将拟合出来的承载力计算公式与现网格规程中的给出的承载力计算公式进行对比。最后,本文为验证新型钢管锥头焊接空心球节点的实用性,选取实际工程(寿阳某网架结构)中的相贯节点,按照文中给出的常用钢管缩径的几何参数对其进行缩径。用ABAQUS对相贯节点缩径前后进行有限元分析,分析它们在相同荷载情况作用时各节点的承载能力和变形情况等。研究结果表明:该新型节点若能广泛使用于网架结构中,不仅可以有效减小节点在网架结构体系中用钢量的比例,还可以降低加工和施工难度,美化结构的外观,提高节点的承载能力,并且控制同一项目中空心球的规格等等。