螺栓球节点广泛应用于网架及双层网壳中,属于典型的半刚性节点。在传统的设计与分析当中,常忽略其节点抗弯刚度而将其假设为铰节点,实际上,该节点是介于刚接和铰接之间的半刚性节点,这种假定会造成结构实际内力与数值计算结果出现偏差,节点作为网壳重要组成部件之一,其力学性能会影响网壳的整体受力性能,因此有必要研究螺栓球节点的力学性能。本文考虑螺栓球节点的真实刚度,对螺栓球节点及其单层柱面网壳展开研究,并将螺栓球节点网壳的稳定性与刚接及铰接网壳进行对比。主要工作和结论如下:（1）通过有限元软件ANSYS和ABAQUS建立螺栓球节点精细化模型,得到其弯曲刚度、轴拉刚度、轴压刚度、压弯刚度和拉弯刚度,利用试验结果验证数值模拟的合理性,同时讨论螺栓球节点相关参数（螺栓直径、预紧力大小、锥尾壁厚和套筒厚度）及不同拉、压弯应力比对其刚度的影响。研究表明:螺栓球节点轴压刚度随套筒厚度及螺栓直径增大而提高。轴拉刚度随螺栓直径和锥头底板厚度增加而增大。螺栓球节点的临界预紧力为100 k N,其抗弯刚度随着螺栓直径的增大而增强。螺栓球节点受压弯作用时,极限弯矩随压弯应力比增大而减小。在同一拉弯及压弯应力比下,螺栓球节点的拉弯极限弯矩高于压弯极限弯矩,初始刚度未出现明显变化。（2）利用螺栓球节点静力性能参数化分析的结果并结合节点自身特性,基于三参数幂函数模型,考虑螺栓球节点预紧力大小及套筒厚度对节点刚度的影响,通过回归分析确定预紧力和套筒对螺栓球节点初始刚度和极限弯矩的影响系数,推导螺栓球节点的弯矩-转角预测公式。经验证,该关系式能有效地预测螺栓球节点的弯矩-转角曲线。（3）对螺栓球节点数值模型施加低周往复荷载,通过节点的延性系数、等效粘滞阻尼系数、滞回曲线及骨架曲线分析其滞回性能。研究表明:螺栓球节点的滞回曲线呈饱满的纺锤型,骨架曲线呈典型的“S”型,延性系数及等效粘滞阻尼系数均较大,表明节点具有良好的延性、受力性能及耗能性能。滞回曲线中,螺栓球节点的极限弯矩随螺栓直径增大而增大,套筒厚度增大使螺栓球节点的极限弯矩小幅度提高,锥头底板厚度改变对螺栓球节点的极限转角、耗能能力及延性均无显著影响。（4）考虑螺栓球节点的弯曲刚度、轴向刚度及弯矩和轴力共同作用下的节点刚度,对螺栓球节点单层柱面网壳建立数值模型并研究其静力稳定性。讨论网壳跨度及矢跨比对螺栓球节点网壳稳定性的影响,并对比螺栓球节点网壳、刚接及铰接网壳的稳定承载力。研究表明:刚接单层柱面网壳的失稳模态为顶端整体向下凹陷,其初始刚度和稳定承载力随刚接网壳跨度的增大而降低。考虑弯曲刚度的半刚接网壳,结构破坏时为跳跃失稳,其顶端中心杆沿跨向两侧面向下凹陷变形且失稳呈对称分布。考虑轴向刚度的半刚接网壳与同时考虑弯曲及轴向刚度网壳的荷载-位移曲线均未出现第二个临界点,网壳失稳时,均为顶部整体向下凹陷变形。铰接网壳失稳时,其顶端中心节点产生扭转变形,网壳整体呈现扭转破坏。在不同网壳参数下,刚接网壳的稳定承载力远大于铰接及半刚接网壳。其中,铰接网壳的初始刚度和稳定承载力均为最低,故不建议将铰接节点应用于实际工程的单层柱面网壳中。