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采用木结构建造单层球面网壳的难点和重点在于节点连接设计，目前对木网壳的承载性能及其节点连接的形式和性能认识尚存不足，往往将节点假定为刚接或铰接，这与实际情况不符，因此有必要对木网壳节点连接形式及其受力性能开展研究。本文设定一50m跨改进后K6型球面网壳，暂定节点连接形式为刚接，采用ABAQUS对其进行了特征值分析和非线性分析，获得了网壳在设计荷载作用下的杆件内力值。以此为依据，结合国内外关于螺栓连接的研究，考虑节点连接传力明确、有效传递杆件内力等原则，设计了节点连接的具体形式及各部分构件的尺寸。根据网壳杆件内力值选定了不同的工况，分别对本文设计的节点连接形式进行了轴力值为0kN、100kN、200kN和300kN的抗弯承载性能试验研究。测得了试件的荷载—位移曲线和弯矩—转角曲线。分析了轴力对节点连接极限承载力和初始刚度的影响，并发现了节点连接的两种破坏类型。选取数学模型进行弯矩—转角曲线的拟合，与试验结果吻合较好。对节点连接进行了有限元模拟，其中对木构件栓孔区域的本构关系进行了简化，以理想弹塑性工作曲线代替其实际工作曲线，获得了较为理想的计算结果。在此基础上，对节点连接进行了参数化分析，研究了螺栓直径、螺栓强度、木材材质以及钢板厚度对其极限承载力的影响。将试验所得的弯矩—转角曲线引入网壳的有限元模型中，对半刚性节点连接的网壳进行了稳定性分析，结果表明，本文设计的节点连接形式满足木网壳承受设计荷载的要求。