变电站构架是变电站中的重要建筑之一,其形式多种多样,钢管结构由于其优越的综合性能而作为构架的主要结构形式。钢节点作为该类构架结构的关键构件,它的设计形式和承载能力对变电站构架的整体结构安全性起着决定性作用。钢节点中相贯节点和插板节点在实际工程中应用较为广泛,常用于构造形式简单的传统变电站构架节点中。然而传统变电站构架存在占地面积较大的缺点,这就要求设计新型变电站构架以减少占地面积。新型构架设计难点在于其构造形式复杂,而常规节点形式难以满足结构要求,因此研究新型组合节点具有十分重要的实际工程意义。风帆式联合出线构架空间多支管节点是一种新型组合节点,具有相贯节点和插板节点的特性。本文以此为工程背景,设计了新型的节点构造形式,从足尺模型试验和数值模拟两个方面对构架节点进行力学性能研究。在足尺模型试验研究中,对试验测点布置方案、加载方案和数据采集方案进行了详细介绍;并针对3种加载工况,对节点进行分级加载试验,以研究在不同加载工况下节点的应力水平及发展趋势。试验结果表明节点各测点应力水平较低,均在弹性范围内,且加载过程中未出现明显变形。在试验基础上,运用ABAQUS有限元软件对节点进行三维建模,并严格依据试验的加载制度进行有限元数值模拟计算,得到节点数值模拟结果,并将节点的有限元计算结果和试验结果进行比较,分析结果表明节点试验结果和有限元结果具有较高的吻合度,满足工程设计的强度和刚度要求,且存在足够的安全储备。因此在保证节点强度的前提下,本文以节点支座的节点板和加劲肋板厚度为设计变量,对节点进行了轻量化优化设计,以节约制造成本。风帆式联合出线构架空间多支管节点作为新型组合节点,设计合理,力学性能优越,其节点优化结果可以为新型变电站构架节点的设计提供参考。