直接焊接圆管结构凭借优美的外观和卓越的力学性能在建筑、桥梁、海洋、机械等工程结构中得到了广泛应用。但因相贯节点处杆件众多且焊接量大,导致相贯焊缝附近产生严重而复杂的应力集中现象,钢管相贯节点的疲劳裂纹通常萌生于此。热点应力法是常用的疲劳设计方法之一,该方法研究热点应力幅与疲劳寿命的相关性,然而试验发现同一热点应力幅,不同热点应力分布的相贯节点表现出明显的疲劳性能差异。本文以试验数据为基础,结合有限元分析,全面考察了T形圆管相贯节点相贯焊缝焊趾附近的热点应力场,重点研究了节点几何参数、荷载形式以及主管端部约束条件等的影响。本文主要研究工作包括如下几个方面:（1）全面考察了相贯杆件的端面类型并建立了端面方程,根据相贯杆件的空间定位参数,推导了杆件局部坐标系之间的坐标变换矩阵,并提出了端面方程的映射解法,大大简化了相贯面与拉伸向量的求解过程。在此基础上,提出了以外壁为拉伸源面,杆端面为拉伸路径面的相贯节点径向拉伸有限元建模方案,利用径向拉伸方案建立了平面K型、空间KK型间隙和搭接节点的有限元模型,检验了方法的通用性。（2）收集并整理了267个关键点热点应力、9个应力分布和2个应力弯曲度的T形圆管相贯节点试验数据,利用径向拉伸建模法建立了试验节点的有限元模型,有限元分析结果与试验对比吻合良好,表明该模型能够很好地模拟节点的应力状态,证明了径向拉伸建模法的可靠性。（3）对基本荷载作用下T形圆管相贯节点焊趾附近热点应力场进行了系统的参数分析,重点考察了几何参数、基本荷载形式以及主管端部约束条件的影响规律。进而根据有限元分析数据拟合了表征热点应力场的关键点热点应力集中系数、热点应力环向分布系数和热点应力弯曲度的计算公式,经与其他公式和试验数据的对比统计分析,表明本文建议公式具有更高的精度。（4）对组合荷载作用下T形圆管相贯节点的热点应力环向分布进行了参数分析,重点考察了几何参数、荷载组合的影响,分析了其与基本荷载作用下热点应力分布的联系,验证了基于热点应力分布的线性叠加法的可靠性,并在有限元分析数据的基础上拟合了组合荷载作用下热点应力极值的简化计算公式,经与线性叠加法、极值叠加法、美国石油协会规范简化公式和有限元分析结果的对比统计分析,表明本文极值简化公式的精度和可操作性满足工程要求。（5）分析了热点应力沿相贯线分布和沿壁厚分布对疲劳性能的影响,结合热点应力幅,提出了等效热点应力计算方法以及基于等效热点应力幅的疲劳设计公式,经与试验数据和传统热点应力疲劳设计公式的对比统计分析,表明基于等效热点应力幅的疲劳设计方法具有更高的可靠性。