本文对预应力钢管混凝土节点的静力性能和抗震性能进行有限元数值模拟分析,进行静力性能研究的节点形式包括钢管混凝土柱与两个钢筋混凝土梁连接的平面节点、钢管混凝土柱与相互成90°的四个钢筋混凝土梁节点的空间节点,进行抗震性能研究的节点形式为平面节点。本文主要研究工作及取得的主要成果如下:(1)使用大型有限元软件ABAQUS建立了预应力钢管混凝土节点的有限元精细模型,该模型使用ABAQUS自带的塑性损伤模型模拟混凝土材料的受拉开裂和受压压碎等非线性行为,考虑了钢材和混凝土材料的材料非线性和几何非线性、钢与混凝土之间的非线性接触,采用降温法模拟预应力的施加,结果表明,该模型能较准确的模拟钢管混凝土柱-预应力混凝土节点的工作性能(2)通过建立的ABAQUS有限元模型,对钢管混凝土柱与两个梁连接的平面预应力节点和非预应力(即普通)节点的静力受力机理进行深入研究,系统分析了混凝土梁混凝土的损伤发展过程,详细分析了节点各部件(如牛腿、抗剪环、环板、螺栓等)在受力全过程中的内力、变形分布以及应力发展情况。计算结果表明,普通节点为混凝土梁弯曲破坏,预应力节点为混凝土梁弯剪破坏,普通节点和预应力节点剪切破坏均发生在混凝土梁上,满足“强节点,弱构件”的设计要求。(3)对钢管混凝土柱与四个梁连接的空间预应力节点和非预应力(即普通)节点的静力受力机理进行深入研究,并进行预应力参数分析。结果表明,无预应力节点和预应力节点的破坏模式和传力机理相同。节点破坏发生在混凝土梁上靠近环梁的位置,满足“强节点、弱构件”的设计要求。从预应力参数分析可知,施加预应力可以显著提高节点的开裂荷载、上层受拉纵筋的屈服荷载、上层牛腿的屈服荷载、下层牛腿的屈服荷载和第二排中间螺栓的屈服荷载,但随着预应力值的增加,对各个部件屈服荷载值提高的幅度逐渐减小。通过对牛腿应力状态的计算分析,提出了牛腿的优化设计建议。(4)进行了钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点在往复荷载作用下的有限元计算模拟,研究了不同参数下(预应力、柱端轴压比)下试件的荷载-位移滞回关系曲线,并分析了节点试件的强度退化、刚度退化、节点延性和耗能能力。结果表明:各节点试件梁加载段的荷载-位移滞回曲线都比较饱满,轴压比增大对节点延性有不利的影响,但预应力对延性系数的整体影响不大,节点试件刚度退化和强度退化较稳定,抗震耗能能力良好。