为研究直接焊接方钢管桁架的静力工作性能,进行了两榀直接焊接K型间隙方钢管桁架静力试验。通过对桁架的破坏模式、荷载—轴力曲线、支杆轴力—相对位移曲线、荷载—挠度曲线和极限承载力的分析,研究了不同高跨比方钢管桁架的静力工作性能。采用ANSYS程序依据桁架试件的实际尺寸建模,并模拟了试验边界条件和加载方式进行计算。建立了三个有限元壳单元桁架模型。模型1是不考虑焊缝影响的壳单元桁架;模型2是通过局部增大支杆壁厚来考虑焊缝影响的壳单元桁架;模型3是通过在支杆四周设置附加壳单元来考虑焊缝影响的壳单元桁架。同时将荷载—轴力曲线、支杆轴力—相对位移曲线、荷载—挠度曲线和桁架破坏模式的试验结果与有限元计算结果进行了比较,验证了利用ANSYS程序进行钢管桁架静力性能研究的可行性。此外,通过对有限元计算结果的分析,掌握了钢管桁架中K型间隙节点的应力分布和塑性发展过程。采用ANSYS程序中的壳单元来模拟管桁架虽然准确性较高,但是模型的建立和计算比较费时间。本文用杆单元和梁单元建立的简化模型计算了桁架的杆件轴力和挠度。与有限元壳单元模型计算结果比较表明,简化模型不仅准确,而且模型建立和计算所用的时间较少。本课题的试验研究和有限元分析将为方钢管桁架在我国发展提供一定的试验数据和分析方法。