钢管混凝土格构式风电塔架在受水平风荷载时,其等效应力分布均匀、试件整体可靠性好、运输成本低、现场安装方便。现阶段相贯式节点和管板式节点在我国偏远地区风力发电领域被广泛应用,但焊接工艺要求高,高空焊接时整体施工质量难以控制。针对上述两种节点存在问题,大大限制了风力发电的推广和使用,寻找合适节点形式迫在眉睫。本文针对现阶段节点形式存在的诸多问题提出了一种新型全装配式网架结构螺栓球节点,对两种法兰盘球式节点进行了腹杆处的推拉静力加载试验研究,使用ABAQUS模拟软件对节点模型进行限元分析。研究的主要内容和结论如下:(1)使用SAP2000软件对设计的四肢柱风力发电塔架进行各层的内力计算,得出在16层塔架中相对不利层数和最不利层数的内力分布规律和压拉腹杆的内力比,为法兰盘球式节点试验提供理论依据。(2)基于SAP2000得到的结果作为理论基础,设计制作了4个法兰盘球式节点并进行试验,研究了球槽高度与球槽厚度变化对两种形式法兰盘球式节点整体和各个部件等效应力分布情况的影响,同时也研究了腹杆合力点位置的不同对试件整体所产生的影响。对两种形式法兰盘球式节点试验现象归纳总结:双螺栓球节点的破坏模式主要可分为剪切破坏和挤压破坏;单螺栓球节点的破坏模式主要可分为四类:焊缝强度破坏、球槽管壁母材撕裂破坏、球槽管壁屈曲破坏和挤压破坏。(3)结合试验最终现象和两种法兰盘球式节点受力特征,对腹杆轴力-位移曲线、压拉腹杆中部区域等效应力分布情况、法兰盘表面等效应力分布规律以及球槽管壁区等效应力分布规律进行分析。归纳总结:腹杆具有良好的抵抗变形和承载能力,球槽管壁以及球槽处焊缝为法兰盘球式节点的关键部位;球槽管壁较好的传递荷载至上下包裹体。与已经完成的四种万向包裹式节点对比,选择出承载力好、成本低、易于安装、运输便利的节点形式,为以后组装成四肢柱塔架提供最佳节点形式。(4)运用Solidworks软件对设计的节点进行三维建模并导入ABAQUS分析软件,对应变片测量的数据进行处理并与ABAQUS所得出数据进行校验,确定了有限元模拟的准确性。对单螺栓球节点进行有限元参数扩展,得出球槽管壁高度、球槽管壁厚度的合理取值范围。模拟结果显示:在加载过程中节点为主要受力构件,考虑到成本与实用性,塔柱处选择填充C30的混凝土作为塔柱核心混凝土;球槽设计时取球槽管壁高度55-60mm为最优,取球槽管壁厚度8-10mm为宜;