随着现代建筑设计理念的日新月异,建筑造型越来越新颖,竖向体型也趋于多变,许多非常规的异形建筑不断涌现。钢结构由于其自身的优点及设计施工方法的日益成熟,大量应用于这类复杂建筑结构中。复杂钢结构设计所需要考虑的因素较多,相对于常见结构的设计也更为复杂,设计时需要进行复杂的非线性分析,由于其结构的真实承载性能及结构力学特性很难根据以往经验进行预测,并且相关分析设计方法的研究资料很少,也无规范依据可以套用,这使得结构工程师在结构设计中面临了更多的挑战,同时也对结构工程师的设计能力提出了更高的要求。为保证结构既安全又经济,建立合理、可靠的理论计算模型和进行精确的计算分析对指导复杂钢结构的设计具有很重要的现实意义。本文以宿州市新汴河远航钢结构节点工程为背景,利用ANSYS有限元软件,建立格构柱转变截面箱柱的三维实体模型,研究了转换截面钢塔柱的整体承载性能及关键节点的力学性能。通过对钢塔柱的非线性数值计算,分析了构件在荷载作用下的受力变形性能和内力分布规律,得到了构件的破坏模式、极限承载力及薄弱部位。研究了柱壁板板厚和加劲肋板厚度对构件破坏模式、极限承载力、关键节点的影响。根据以上研究,对钢塔柱在荷载作用下的受力性能及结构的安全性作出了评价,得出了构件的关键节点和对构件受力性能影响较大的某些参数取值。分析结果表明,宿州远航转换截面钢塔柱及关键连接节点设计是安全可行的。本文的研究成果可为宿州远航钢结构节点设计提供理论依据,也可为类似复杂钢结构的设计提供参考和指导。