直接焊接的空心截面节点往往由于主管的径向刚度不足而发生破坏,此外,隐藏焊缝不焊接时也会对节点产生不利影响。为有效避免这一破坏形式,寻求高效合理的加强措施,针对管桁结构空心截面的K形搭接节点,在主管和内钢管之间的夹层中加入混凝土对节点进行加强。基于已有的试验,通过ABAQUS来构建K形搭接节点的有限元模型,从节点的破坏形式、承载能力、变形特征、刚度退化规律和耗能能力五个角度评价节点的滞回性能,并进行了以下几个方面的研究:(1)采用ABAQUS不同空心率(ψ=0、0.25、0.50、0.75、1.0)的K形搭接节点的滞回性能,未加强的K形搭接节点(ψ=1.0)的破坏形式表现为:受压一侧支管的(趾部)存在屈曲现象,受拉支管一侧存在轻微径缩现象存在,支主管连接部位产生应以集中现象,主管管壁发生“凹凸”形变。主管夹层灌入混凝土的K形搭接节点(0<ψ<1.0)的破坏模形式则表现为:左侧受压支管发生屈曲变形,右侧受拉支管存在轻微径缩,支主管交接处的主管表面无明显变形,但主管管壁的应力集中现象有明显改善。当主管中全部灌入混凝土时,K形搭接节点(ψ=0)的破坏形式与主管夹层灌入混凝土的K形搭接节点表现基本一致,但前者较后者,腹杆应力值较大,混凝土应力值较小。(2)主管夹层灌入混凝土的加强方式可以提高节点的承载能力,加强节点应力集中相对不明显,主管表面明显的形变消失,节点变形能力、耗能能力也有一定的改善。节点空心率变大,承载力减弱,但节点的变形能力和耗能更好,综合可得,当空心率ψ=0.75,K形搭接节点所表现出的滞回性能最好。(3)对节点进行大量参数分析得出:当夹层混凝土的强度等级不断提升时,节点承载力、耗能能力出现变化的趋势都不明显,主管中的混凝土应力值越来越大,但整个节点的变形能力越来越差。当内钢管的钢号变大时,节点承载力、耗能能力都没有相对明显的变化,内钢管所承受的应力值不断增大,但节点变形能力也变差了。当参数β、τ的逐渐变大,节点承载能力提高,但参数Ov增大时,节点的承载能力变小。综合可知,节点其他参数恒定,可通过适当减小支主管直径比值β的方法,使节点的能量耗散能力和变形能力变好;搭接率较小时,更有益于节点的变形和耗能;可选用支管壁厚较小的节点,来弱化支管,有益于节点耗能。(4)基于K形搭接节点的参数分析所得结果,采用恰当的骨架曲线模型,通过计算得到节点不同阶段刚度,推导出恢复力模型,为此类加强型节点的在往复荷载作用下的滞回耗能提供一定的参考。同时,简要说明主管夹层灌混凝土的K形搭接节点的施工方法。