风机基础结构在复杂荷载作用下的疲劳分析是海上风电场建设中的关键技术问题之一。对于海上风机三桩基础结构而言,其疲劳分析关键管节点为三平面Y型管节点,该节点为空间管节点,且在服役期承受多种疲劳荷载（如风、浪、流、水位、冲刷等）,因此该节点的热点应力往往受反应叠加效应和多平面相互作用影响。各国规范和已发表文献中缺乏对复杂荷载同时作用下热点应力计算方法的系统探讨,也没有对多平面相互作用的定量结论,更没有适用于三平面Y型管节点的应力集中系数极值和沿焊缝分布计算公式。为解决上述问题,本文通过试验、数值、统计等方法系统研究了三平面Y型管节点在复杂荷载作用下热点应力的计算问题。（1）进行了三平面Y型管节点大比尺物模试验应空间管节点试验的需求,设计并搭建了“一种空间结构多平面复杂荷载加载试验系统”,该系统适用于具有复杂空间几何结构的试件,可以施加轴力、弯矩、剪力和扭矩的任意荷载组合,可以同时在多平面内施加复杂荷载,可以进行静力试验和疲劳试验。基于该系统完成了三平面Y型管节点大比尺（1:10）物模试验,得到该管节点在三种基本荷载加载工况和多种复杂荷载加载工况下热点应力沿焊缝分布的特点和规律,说明了深入和定量研究反应叠加效应和多平面相互作用的必要性,也是推导热点应力公式的基础。（2）研究了三平面Y型管节点热点应力基于ANSYS平台建立了三平面Y型管节点有限元模型,用物模试验结果验证了数值分析方法的有效性。根据海上风机设计规范和工程实际参数,确定了三平面Y型管节点各几何参数的范围,在此范围内选择了具有代表性的1920组互不相同的几何参数,建立了含有1920个管节点的有限元模型库,对每个模型施加三种基本荷载并计算,得到有限元分析数据库。用数值方法系统研究了反应叠加效应和多平面相互作用的表现和规律;提出相互作用因子MIF量化多平面相互作用;推导出空间Y型管节点在多平面复杂荷载作用下的热点应力计算公式。（3）研究了应力集中系数和相互作用因子极值基于本文建立的有限元模型库和数据库,分析了三平面Y型管节点在三种基本荷载作用下,SCF和MIF极值对弦杆长细比α、撑-弦杆直径比β、弦杆径厚比γ、撑-弦杆壁厚比τ和撑-弦杆夹角θ的敏感性。采用多维非线性拟合方法,推导出三种基本荷载作用下三平面Y型管节点的SCF和MIF极值公式。按UK DoE准则评估了公式的准确性,以有限元结果为基准进行了误差分析,证明该极值公式具有良好的精度和可靠度。在公式适用的几何参数范围内选取了 16组几何参数,建立有限元模型并计算,将有限元结果与公式法对比,证明了公式的准确性。（4）研究了应力集中系数和相互作用因子沿焊缝分布基于本文建立的有限元模型库和数据库,对SCF和MIF分布进行了几何参数敏感性分析,分析的几何参数有弦杆长细比α、撑-弦杆直径比β、弦杆径厚比γ、撑-弦杆壁厚比τ和撑-弦杆夹角θ。结合多维非线性拟合方法,回归出三平面Y型管节点在三种基本荷载作用下SCF和MIF沿焊缝分布公式。并按UKDoE准则评估了公式准确性,以有限元结果为基准进行了误差分析,证明该分布公式具有良好的精度和可靠度。在公式适用的几何参数范围内选取了4组几何参数,建立有限元模型并计算,将有限元结果与公式法对比,证明了公式的准确性。（5）给出了一个工程实例说明本文所提公式的应用过程以江苏某已建成海上风电场项目为例,选取其中的一个三桩基础结构,根据地勘资料和风机厂家提供的荷载数据,计算出三平面Y型管节点的荷载条件,按照本文提出的极值公式法和分布公式法计算热点应力,然后对比了两种计算方法的结果,进而对两种方法做出了评价。