随着近年来冶金工艺与钢材性能的提升,在建筑设计尤其是超高层及大跨度房屋的设计中越来越多的采用钢结构构件作为骨架。在钢结构设计中,格构柱与管桁架都是常用的构件体系,当格构柱与管桁架都采用圆管时,其相贯节点将产生大量的相贯弧面,受力状态与传统平面相贯节点具有较大的区别。本文基于某大型钢结构场馆,采用有限元数值模拟与试验研究相结合的方式对格构柱与管桁架相贯节点受力性能进行了研究。本文从具体工程案例中选取具有代表性的圆钢管格构柱与管桁架相贯节点作为研究对象,主要研究其在空间状态下的受力性能,包括承载能力、滞回曲线、延性与耗能能力等。与前人的研究侧重有所不同,本文主要侧重于研究格构柱与管桁架相贯节点在三向受力或约束的情况下的受力性能,尤其是非主受力方向管件对节点性能的影响。在研究方式上将试验与有限元数值模拟相结合,建立了与试验具有吻合度的有限元模型,并在此基础上进行了优化与拓展,建立了两种节点补强模型。在试验方面,基于实际使用工况与约束条件进行了试验设计,采用了4个足尺试件进行试验,根据试验数据的对比分析对节点的受力性能做出了归纳总结,并根据节点破坏形式对原节点进行了优化补强,提高了节点的受力性能,对相关节点的设计具有一定的借鉴意义。在有限元数值模拟方面,采用ABAQUS作为分析软件,对节点参数进行定义,结合相关有限元原理及具体试验数据,建立了与试验结果具有吻合度的有限元模型,表明采用有限元软件对格构柱与管桁架相贯节点的受力性能进行建模分析具有可行性。此外还对节点采取了不同的优化改良设计,补强后的节点具有更好的受力性能。结合试验与有限元数值模拟,本文得出了以下结论:(1)由于采用厚壁圆钢管与较大的主支管管径比,圆钢管格构柱与管桁架相贯节点破坏形式多为相贯焊缝受拉破坏,其极限承载力约为规范设计承载力1.5倍以上;(2)圆钢管格构柱与管桁架相贯节点在管桁架支杆承受低周反复荷载作用时,表现出一定的耗能能力,但由于焊缝受拉断裂破坏,其抗震性能与耗能能力具有进一步提升的空间;(3)采用有限元软件ABAQUS对圆钢管格构柱与管桁架相贯节点在低周反复加载下的受力性能进行了数值模拟,选取符合实际的模型参数,获得了与试验结果具有吻合度的模拟结果;(4)通过增加加劲三角板与加劲弧形板的方式,在一定程度上提高节点受力性能并改善了格构柱主管上的应力分布状况,但同时会使得管桁架支管上出现应力集中,需在考虑多方面因素后进行加劲三角板与加劲弧形板的设计。