钢结构因其构件可工厂制作,现场安装而广泛应用于工业与民用建筑。为提高结构的抗侧刚度,设置支撑是一种有效手段。而作为理想支撑杆件的圆钢管,连接节点形式多样,但兼具制作简单、安装方便、受力合理的节点形式较少,无法满足支撑装配化的要求。本文根据焊接空心球节点、螺栓球节点分别具有对中方便、安装高效等特点,设计一种适用于圆钢管支撑螺栓连接节点,实现圆钢管支撑的装配化。主要研究内容如下:(1)根据支撑的布置方式、受力特点、构造要求等,设计一种螺栓空心球节点,并给出各组成部分的相关参数或选用方法。(2)利用Ansys有限元分析软件,采用三维实体单元solid185,选择双线性强化弹塑性模型应力——应变曲线和Von-Mises屈服准则,建立单向轴力支撑作用下螺栓空心球节点的有限元模型,通过应力、应变等分析研究,得出该节点的受力特点及破坏机理。(3)通过三组97个有限元模型,分析球面壳外径D、壁厚T、盖板厚度t、间距H、安装孔径D’等因素对螺栓空心球节点单向抗拉、抗压承载力的影响,建立承载力计算方法。(4)通过对双支撑杆螺栓空心球节点模型的有限元分析,研究双向受压、双向受拉、一拉一压三种工况下该节点的受力特点、失效模式及承载力验算方法。