鸟嘴式节点是一种新型的方管焊接节点,是在传统正放式节点的基础上将主管或支管绕轴旋转45°得到,由此可分为方型和钻石型两种类型。现有研究表明鸟嘴式节点具有比传统正放式节点更好的静力性能,但其疲劳性能不明确,影响其在钢桁架桥梁结构中的应用。本文采用试验研究与数值模拟相结合的方法,对方型和钻石型鸟嘴式焊接十字节点的应力集中特性开展系统性研究。主要研究内容和结论如下:(1)开展了鸟嘴式十字节点的热点应力试验研究。制作两组不同尺寸的钻石型和方型鸟嘴式十字节点试件(每组2个试件),进行支管轴力工况下的静载试验,实测得到焊缝附近区域的应力分布,并通过数值外推得到焊趾处的热点应力及其应变集中系数(Strain Concentration Factors,SNCF)。结果表明焊趾附近的钢板表面应变沿着垂直焊缝方向呈现出较为明显的非线性变化规律,应采用二次函数外推方法。比较而言,方型鸟嘴式节点在支管轴力工况下的SNCF最大值小于钻石型鸟嘴式节点,表明前者可能具有更好的疲劳性能。(2)实现了鸟嘴式十字节点的参数化建模分析。针对节点的鸟嘴式构造特点,基于ANSYS软件的APDL语言建立了一套计算高效且具有普遍适用性的参数化建模方法。模型采用六面体实体单元,考虑焊缝的实际几何尺寸,热点区域的网格划分满足规范对于应力外推区的尺寸要求,并采用Perl语言实现了数据自动提取和处理。有限元模型精确性得到了试验数据的验证,可适用于不同荷载类型和边界条件下的节点分析。(3)开展了鸟嘴式十字节点的应力集中系数(Stress Concentration Factors,SCF)参数化计算,提出了相应的SCF公式。考虑工程常见的节点参数范围以及支管轴力和支管面内弯矩两种荷载工况,基于有限元模型开展参数化分析,得到几何无量纲参数(β、2γ、τ)对应力集中系数SCF的定量影响规律,在此基础上拟合得到相应的SCF计算公式,为鸟嘴式十字节点的热点应力计算提供依据。研究成果为鸟嘴式十字节点的疲劳性能评估提供理论基础和方法参考,有利于此类节点在钢桁架桥梁结构中的推广和应用。