钢管结构是随着近代钢铁工业蓬勃发展逐渐兴起的。近年来,由于具有众多的优越性能,钢管结构在工业与民用建筑中的应用日益广泛。钢管结构中杆件连接的节点方式至关重要,节点的受力性能好坏与否将直接影响到整个结构。钢结构中管与管之间的连接通常采用将一构件直接焊在另一构件的表面的相贯节点型式。此类节点受荷载作用后,其相邻杆件的连接面发生局部变形,从而引起相对位移和转动,无论在弹性或弹塑性阶段都表现出不同于铰接性质的刚性效应。这种节点的非刚性能对钢管结构的内力、变形和承载力都产生影响。本文在查阅国内外相关文献,总结相关领域国内外研究现状的基础上,结合山东东营机场航站楼的工程背景,利用大型通用有限元分析软件ABAQUS对十字相贯节点的平面外刚度进行了分析研究。首先简要介绍了十字节点平面外抗弯时变形机理以及刚度定义。以山东东营机场航站楼工程为背景,设计了平面外加劲节点和未加劲节点两种大尺寸足尺试件,进行了十字圆管相贯节点平面外弯曲试验研究和有限元分析。通过对由试验分析和有限元分析得出的弯矩转角曲线以及节点应力进行对比,可以发现运用有限元进行相贯节点刚度分析是完全可行的,证明了有限元分析的可行性。随后,对相贯节点平面外非刚性能的影响参数进行系统的分析研究。采用8结点六面体实体单元对大量的相贯节点模型进行了非线性有限元分析。选取十字相贯节点的三个无量纲几何参数进行单参数分析,计算结果表明,支管与主管的外径比、主管的径厚比以及支管的径厚比对圆钢管相贯节点的平面外刚度有不同程度的影响。综合所有计算结果,回归拟合出一个刚度计算公式。对支管承受压弯作用的十字节点计算分析,认为对于直径比大的节点,压弯作用下较大的轴力会对节点的刚度产生很大的削弱作用。最后,对十字相贯节点的几种加强措施进行有限元计算,并结合前文的有限元模型进行理论分析,选出受力合理且适合实际工程的方案,可供工程参考。