随着钢管结构的跨度越来越大,结构型式越来越复杂,节点的局部加强作为保证结构安全承载的常用手段,在实际工程中的应用日渐增多。本文在查阅国内外工程背景及最新研究进展的基础上,确定以方钢管加强节点为研究对象,采用试验研究、有限元分析和理论分析等方法,开展加强节点静力承载性能、抗震滞回性能以及节点加强对方钢管空腹桁架整体行为的影响效应研究,为方钢管加强节点的工程应用提供一定的理论依据。　　首先进行了方钢管加强节点静力承载性能的物理试验研究。分别对12个方钢管T型节点进行轴压或平面内受弯静力试验,节点类型包括未加强节点、覆板加强节点、环口包角覆板加强节点和纵向插板加强节点。试验结果表明,加强节点的承载力明显高于未加强节点,加强作用的顺序为:受压时覆板>竖向插板>环口包角覆板,平面内受弯时竖向插板>覆板;β=0.4时加强节点的破坏形态与对应未加强节点保持一致,β=0.8的受压加强节点出现过度加强,引起节点破坏形态发生变化;加强节点的轴向受压或平面内受弯刚度较未加强节点有明显提高,但尚无法达到全刚性连接。试验结果为后续研究提供可靠的试验基础和比较依据,并验证了有限元模型的适用性。　　然后本文建立方钢管加强节点的有限元模型,通过改变节点几何参数或加强板参数,分别对加强节点进行各单参数的影响规律分析。结果表明,影响加强节点静力性能的主要因素为:支管-主管宽度比、主管宽厚比、支管高宽比、覆板厚度和屈服强度、插板厚度和长度、环口包角覆板厚度和屈服强度。基于上述试验和分析结果,探讨了覆板、竖向插板及环口包角覆板对节点静力加强的承载机理,结合加强节点的破坏形态分析,采用塑性铰线理论,建立了加强节点受压、受拉、平面内受弯的承载力计算公式,并设计正交分析模型校验计算公式的可靠性,同时给出了方钢管加强节点静力承载的设计建议。　　本文还考察了节点几何参数或加强板参数对节点初始弹性刚度的影响规律,并通过多元回归分析建立未加强及加强节点受压、受拉、平面内受弯的初始刚度参数公式。在节点的承载力和初始刚度计算的基础上,以Richard和Abbott的幂函数模型为参考,建立不考虑强化刚度的方钢管加强节点荷载-位移及弯矩-转角非线性模型。随后,本文将该节点非线性模型植入桁架结构的杆系分析,建立考虑节点性能的方钢管空腹桁架分析模型,通过桁架的静动力性能分析表明,节点的非刚性能对空腹桁架整体行为的影响不容忽视,节点刚接模型会对高估桁架的承载力和刚度;无论加强与否,节点的几何参数如:弦杆宽厚比、腹杆-弦杆宽度比及腹杆高宽比对桁架整体性能均有较大影响,其中提高腹杆-弦杆宽度比或腹杆高宽比时,桁架承载力和刚度提高最明显;节点加强的空腹桁架承载力、刚度及自振频率均较未加强桁架有明显提高,其中加强方法和加强位置的改变对桁架整体行为影响较大,加强板尺寸的影响很小。　　此外,本文还对方钢管加强节点的滞回性能进行研究。对11个未加强、覆板加强、环口包角覆板加强或纵向插板加强的节点进行轴向或平面内弯曲往复加载试验。结果表明,加强处理对轴向往复节点的耗能机制及破坏形态影响较大,对弯曲节点的影响较小;支管-主管宽度比越大,加强处理对节点轴向耗能能力和延性的改善效果越明显;纵向插板加强节点与环口包角覆板加强节点的拉压对等性较好,而覆板加强节点的滞回曲线呈现明显的拉压不对等特征;平面内往复弯曲荷载下,覆板加强和竖向插板加强节点的承载力及变形能力均高于未加强节点,但覆板加强节点的耗能能力及延性均低于未加强节点。进一步的节点滞回性能影响因素分析表明,加强节点的耗能能力均较好,能耗系数介于2~4之间,耗能能力由大到小的顺序为:竖向插板加强节点>环口包角覆板加强节点>覆板加强节点;β越大,加强节点的能耗系数越高;影响覆板加强节点耗能能力的主要因素有:主管宽厚比、支管高宽比、覆板厚度或强度,影响竖向插板加强节点耗能能力的主要因素为主管宽厚比,影响环口包角覆板加强节点耗能能力的主要因素为主管宽厚比和环口包角覆板厚度。　　最后,本文对全文研究进行总结,并对该领域需要进一步研究的课题进行探讨。