椭圆形弦支穹顶结构拥有力学性能良好和设计灵活多变等优点,是弦支穹顶结构未来的发展方向之一。弦支穹顶结构的节点形式多为焊接空心球节点。当在焊接空心球节点上汇交多个杆件时,若空心球直径较小,则杆件间隙较小,容易发生杆件碰撞;若空心球直径较大,则会影响结构美观,增加用钢量。本文针对缩径焊接空心球节点,研究了节点的抗弯刚度等力学性能,提出了节点抗弯刚度计算公式,得到了兼顾准确性与计算速度的建模方法,探讨了缩径焊接空心球节点刚度对椭圆形弦支穹顶结构力学性能的影响。本文结合椭圆形弦支穹顶工程实例,归纳了节点刚度对椭圆形弦支穹顶力学性能的影响,总结了前人对焊接空心球节点刚度的研究成果,介绍了缩径对焊接空心球节点的影响,提出了本文的主要研究内容。通过试验测量和有限元模拟,研究压弯作用下缩径焊接空心球节点的抗弯刚度,将试验测量和有限元模拟得到的结果进行比对,证明有限元模拟准确。采用有限元模拟的方法研究了锥管小径端直径与球径比d/D、球壁厚与球径比t/D、锥管长度L对缩径焊接空心球节点抗弯刚度的影响,结果表明:锥管小径端直径与球径比d/D对节点抗弯刚度的影响最大,球壁厚与球径比t/D次之,锥管长度L的影响最小。提出了一种缩径焊接空心球节点抗弯刚度计算公式,对比有限元模型计算结果,验证了公式的准确性。研究纯弯作用下缩径焊接空心球节点的力学性能,发现节点在纯弯作用和在压弯作用下的的各项力学性能相近,本文提出的抗弯刚度计算公式同样适用于纯弯受力状态下的节点。运用有限元分析软件ANSYS,通过多种建模方法建立了缩径焊接空心球节点有限元模型,对比发现双锥管建模方法能够兼顾准确性和计算速度。建立了弦支穹顶结构整体模型,研究了考虑缩径焊接空心球节点刚度弦支穹顶的位移、内力和自振模态等力学性能。双锥管建模方法对椭圆形弦支穹顶研究与设计具有一定的指导意义和借鉴作用。