铝合金材质由于其卓越的抗腐蚀能力,较高的强度,以及密度小重量轻的性质而成为一种较为理想的建筑材料。除此之外,铝合金还具有易加工,耐严寒,抗磁性好,对光的反射率高等独特性质。加之近年来铝合金原材料的价格不断下降,因而将铝合金运用到建筑结构中越发普遍。铝合金结构在大跨度屋盖结构中得到广泛应用,尤其是沿海建筑和含腐蚀物质的工业建筑,可以说是最为常见的铝合金结构形式之一。铝合金用于空间网格结构的主要节点形式包括板式螺栓节点(Temcor节点),螺栓球节点,铸铝节点,毂节点等。而目前的《空间网格结构技术规程》主要是针对钢结构编制的,对于铝合金在空间网格结构中的设计与应用鲜有系统的规程指导。除此之外,铝合金因受焊接的影响,在焊接热影响区,其极限强度、抗拉强度和塑性性能都有较大的折减,在节点处通常采用机械连接,而对于节点连接的试验研究也较匮乏。因此,很有必要开展针对铝合金螺栓球节点的力学性能与设计方法的研究与试验。本文针对应用于国家500米口径球面射电望远镜(FAST)的背架结构的铝合金螺栓球节点构造进行了相应的抗拉、抗弯试验研究。通过变化不锈钢螺栓拧入铝合金螺栓球的深度,探究了不锈钢螺栓抗拔的破坏形式,并提出了适用于铝合金螺栓球的螺栓最小拧入深度和设计方法;通过变化封板厚度和铝管直径,探究了封板抗拉的不同破坏形式并对其破坏机理进行了分析,提出了相应的设计方法,较好地总结了铝合金螺栓球节点的抗拉力学性能。另外,通过对3个铝合金螺栓球节点平行试件进行抗弯试验,绘制出其弯矩—转角曲线,探究了其半刚性性能。除此之外,结合有限元精细化模拟的方法,建立了不锈钢螺栓抗拔和封板抗拉的有限元模型,得到了不同规格封板抗拉试件与不同拧入深度的不锈钢螺栓抗拔试件的承载力与破坏形态,通过与实际试验结果比照,证明了有限元模拟的有效性和可行性。