钢管结构的最大特点就是力学性能和外形较高,所以已经被不少的专家用于空间网状桁架结构中。根据空间钢管桁架结构的构成特点,可以发现钢管桁架结构的主管在轴向上受到一定的力的作用,而支管则主要是承受了一定的压弯荷载作用;因圆钢管的截面各方向惯性矩一样,所以在空间桁架中选用圆钢管作为主管;而方钢管因其耐弯性能强而被选作为空间桁架中的支管,这样比全部采用圆钢管或方钢管更加合理。由于K型管节点被广泛应用于疲劳荷载作用下的海洋平台结构,因此研究K型管节点在疲劳荷载作用下的疲劳性能是十分必要的。通过S-N曲线(热点应力-疲劳寿命曲线)的节点的性能的研究,可以发现节点附近的应力集中系数为其中十分重要的一个参数,故本文将用试验与数值模拟相结合的方法研究垂直主管轴压的平面K型圆主管方支管节点的应力集中系数(SCFs)。针对圆主管方支管的钢管的相关的节点的试验,本文中笔者总共从其中选择了六个试件完成了上述试验,同时也通过了相应的有限元软件ABAQUS就以上的几个试件建立了相应的模型,以此用于测定弹性阶段节点相贯线区域的应变梯度分布和验证有限元模型的有效性。在实验过程中,全部试验节点的边界条件均选取两支管端部简支在剪力架上,荷载形式选择是在一个垂直管的端部使用的油压千斤顶施加一定的压力而完成相应的实验。根据大量学者的研究,可以判定K型管节点的最大应变集中位置可能出现在焊缝边缘相贯线上的鞍点与冠点的位置。但由于试验过程中焊缝边缘是无法布置应变片来测量应变,因此本文采用国际上通用的外推法来估算焊缝边缘鞍点和冠点的应变值。试验结果显示:最大应变集中的位置主要出现在圆主管和方支管的冠点,6组试件的应力集中系数(SCFs)均小于0.4。随后,笔者在全文中又使用了非线性有限元软件ABAQUS就该类型的节点的应力系数进行了相应的研究工作。通过对各个方面的因素的全面分析,建立了一个相对有效的,同时也可以全面地预测圆主管方支管K型管节点应力集中系数的有限元模型,从而对其中的各类参数进行了相应的分析。在基于有限元模型中,主要是通过对其中的六个试件的节点进行了有限元分析,将试验结果和前面的分析结果进行了相应的对比,以此来检测所建立的圆主管方支管K型管节点的各种模型是否完全地有效。然后本文设计了125个不同几何参数尺寸的K型圆主管方支管和256个主管灌入混凝土的不同几何参数尺寸的K型圆主管方支管,K型圆主管方支管节点本身存在着三个无量纲参数β(支管与主管直径比值),2γ(主管直径与壁厚比值),τ(支管与主管壁厚比值)对应力集中系数(SCF)的影响。根据试验与数值模拟的分析结果综合分析,关于K型圆主管方支管节点,本文得到如下结论:2γ(主管直径与壁厚比值)和τ(支管与主管壁厚比值)对圆主管方支管K型管节点的应力集中系数影响较大,而β(支管与主管直径比值)对K型圆主管方支管对于应力集中系数的影响最小。圆形主管的应力集中系数是在鞍点附近出现的,而方形支管的应力集中系数值的大小主要是由:β、2γ、τ等参数共同而定的。最后本文通过对所得数据进行数据回归分析,得出在一定范围内适用于预测K型圆主管方支管的最大应力集中系数的几何参数公式,并证明了参数公式是安全可靠的。