随着社会的进步以及生活水平的提高,人们需要较大的空间进行公共活动。为此,建筑工程结构正朝着超大化、复杂化的方向发展,如超大跨度的空间结构体系等,尤其是近年来用于大型体育赛事的大跨度空间钢结构建筑更是层出不穷,并且得到了结构工程界越来越广泛的重视,同时也越来越受到建筑师们的青睐。近年来,随着网架结构形式越来越多样化,复杂化,复杂焊接空心球也不断地被采用,比如深圳文化中心的黄金树结构。自1965年天津大学刘锡良教授研制发明并首次应用以来,至今已推广应用近万余座工程中。但是这类结构受力复杂,所处环境状况多变,发生损伤和破坏的潜在危险性较大,尤其是在施工过程中。国内外对它的研究已经有许多,但多集中在球体上。事实上,无论是连接杆件还是薄壁空心球只要出现局部屈服,节点都会丧失继续承载的能力,即破坏,若不及时关注和控制,将会带来一定的质量缺陷,严重时甚至会影响到整体结构。这就使得对这部分关健杆件的研究也尤为重要和必要。本文以西宁体育场为具体研究对象进行了研究,主要内容如下：(1)借助西宁体育场的健康监测,对处于施工期间的复杂焊接空心球支座连接杆件的应力变化进行实时在线监控,提取其监测数据,并与ANSYS有限元模拟分析结果做对比研究。从与球体连接杆件的角度,探究有限元方法研究此类问题的可靠性,确保其安全和稳定。(2)在现场监测过程中,由于现场施工的误伤以及传感器本身的脆弱,常常会遇到监测一段时间后传感器监测异常或坏掉的现象,从而影响对结构损伤的判断。针对这一问题,通过灰色模型理论,对大型体育场的静态监测数据建立数学模型,进行分析和预测。分析结果表明：预测取得了较好的效果,准确性较高,预测的结果与实际监测基本相符。数据显示西宁体育场钢结构处于正常工作状态,结构的应力分布合理,刚度储备大,结构安全。(3)在空间网架设计中,节点的设计至关重要,直接影响整个网架的安全。针对节点的研究,国内外已经有许多,但对于直径达1000mm的巨型复杂焊接空心球节点的研究却比较少。在新推行的《空间网格结构技术规程》(JG.17-2010)也没有对此类大直径的焊接空心球承载力做说明。鉴于此,本文对直径1000mm的巨型复杂焊接空心球节点进行承载力的模拟分析计算,并通过若干变参数的线性回归方法,提出适用于球径达1000mm的焊接空心球节点受压承载力初步计算公式。为今后的研究及工程设计提供指导。(4)利用ANSYS有限元软件对西宁体育场复杂焊接空心球支座进行模拟,探究其在各种工况下的受力变形情况,发现规律,并对此种复杂焊接空心球支座节点进行评价。最后,对本文所做的研究工作进行了总结,得出了一些有参考价值的结论,并指出了有待进一步探讨解决的问题。