钢管结构近年来在工程中得到了广泛的应用,相应的研究正在全面展开。在空间结构中,当需要对管节点进行加强,来抵抗突然的载荷或者当节点最后需要变更时,最方便和最节省的节点加强方法是用内部加强环对节点加强。内部加强环节点是将圆环直接焊接到主管内部主支管相交处。本文在已有研究成果的基础上,借鉴部分学者的研究方法,采用非线性有限元分析的方法,根据常用的钢管相贯节点的特性,对大量Y形、K形、KK形节点进行了比较系统的分析与研究。建立了相应的有限元分析模型,运用ANSYS非线性有限元分析法,对钢管内部设置加强环的节点进行了静载下的弹塑性分析。 首先,根据国内外专家在Y形、T形节点中设置加强环对节点进行加强时,所推荐使用的加强环尺寸,用于Y形圆管相贯加强环节点有中,对推荐尺寸进行有限元模型分析验证。分析了不同类型的加强环节点在不同的载荷类型下的受力特征与破坏模式。探讨了不同类型的加强环节点的承载力和变形性能。并且研究了加强环节点加载过程中延性提高的特征。计算结果表明,在不同荷载组合下对节点进行局部加强环的构造形式对于提高节点承载力和减小局部变形是非常有效的措施。 其次,将Y形加强环节点中,合理的加强环尺寸应用于K形节点中。在未加强节点加载结束时的五个应力集中位置,分别布置不同个数的加强环,分析了不同个数不同尺寸加强环节点的承载力性能和变形,以及加强环在受力过程中的变形特征及应力分布。并对K形圆管相贯节点用套管进行加强。比较了相同的节点尺寸下,加强环节点和套管节点各自承载力提高和材料用量,证明了加强环在节点加强中的优越性。 再次,将加强环布置在KK形节点中,将加强环在节点应力集中处以及在主支管相交处冠部均布,进行两种不同的布置方式。研究了节点的承载力性能及变形性能以及不同宽度加强环对节点承载力影响。 最后,对Y形、K形、KK形加强环节点,在应力集中因子、节点在不同载荷类型下的破坏模式、不同宽度加强环在节点承载力中的利用效果、不同加强环对节点承载力提高几个方面进行了比较。