钢管是大跨度公共建筑、中高层建筑中广泛采用的构件型式。钢管结构与其他钢结构的重要不同在于管与管连接的设计。钢管构件之间的连接通常采用相贯节点型式，即将一构件直接焊于另一构件的表面，不设任何加劲单元。当相贯节点受荷载作用后，其相邻杆件的连接面发生局部变形，不仅引起相对转动，也产生相对杆轴的位移。这种节点的非刚性性能将对钢管结构的内力、变形以及整体稳定承载力等产生影响。 　　圆钢管相贯节点非刚性静、动力性能与节点性能对钢管结构整体行为的影响效应是本文探讨的两大主题。本文在评述国内外本课题相关领域研究现状的基础上，从理论和试验两个方面对这两大主题进行了多方面的研究。 　　首先进行的是圆钢管相贯节点非刚性能静力试验研究。分别对2个X型和2个KK型节点在多种荷载工况组合下的刚度和承载力进行测试，并利用板壳单元对节点试件进行非线性有限元分析，最后对节点非刚性静力性能作出评价。结果表明，在一定的几何参数条件下，相贯节点在直至相连腹杆达到屈服强度之前，可以作为全刚接抗弯节点看待。但对全刚接节点和半刚接节点的几何参数分界值，尚有待于更多试验数据和数值分析数据的归纳。此章为后续章节的研究提供了试验基础和比较依据，并校验了有限元分析的适用性。 　　随后本文对相贯节点非刚性能影响参数的识别与计算进行了系统的分析研究。从对相贯节点变形机理的描述入手，说明了局部刚度的定义。然后运用正交试验设计方法建立计算模型，分别对9个T、Y型节点和25个K型节点进行有限元分析，通过多元回归技术得到它们的刚度系数或柔度系数的计算公式。计算结果表明，腹杆与弦杆的直径比、弦杆的径厚比这两个因素对圆管相贯节点的刚度有比较显著的影响，而腹杆与弦杆的壁厚比影响较小。此外，还通过对现有国内外计算公式的总结比较和基于国际钢管节点试验数据库的统计分析，提出了具有较高精度和可靠性的相贯节点抗弯承载力计算公式。在此基础上进一步建立了T型相贯节点M-θ关系的全过程非线性模型，以便在钢管结构的整体分析中考虑节点的非线性行为。 　　在从试验研究和理论计算两个方面分析了相贯节点的非刚性特征之后，本文选取空腹格构梁为研究对象，采用简化力学模型分析的手段，从结构整体变形层面上建立了钢管非刚性节点刚度判定准则。Warren型钢管格构梁和单层肋环型球面网壳也是对节点刚度具有较大敏感性的钢管结构，本文根据其不同的特性建立了不同的非刚性节点单元模型，并引入结构整体静力数值分析和非线性数值分析中，考察了节点性能对结构整体行为的影响效应。计算结果表明，对于Warren型钢管格构梁，采用铰接节点假定确定杆件轴力具有足够的精确度；相贯节点的刚度尤其是轴向刚度对杆件的弯矩大小及分布影响较大；采用铰接节点假定计算得到的该类结构整体挠度可能小于实际结构的挠度；次应力的影响与杆件轴力的分布有关。对于单层肋环型球面网壳，节点弯曲刚度对结构整体稳定性的影响很大，而节点轴向刚度对结构整体稳定性几乎无影响；节点弯曲刚度比和径向杆件跨高比是影响结构稳定承载力的关键因素。 　　此外，本文还从构件设计的角度对节点半刚性钢管桁架受压腹杆计算长度进行了探讨。在经典的刚架弹性稳定理论基础上推导了考虑节点刚度的四弯矩方程和构件群稳定方程，并将其应用于钢管桁架结构。结果表明影响半刚性钢管桁架腹杆计算长度的主要因素是腹杆与弦杆线刚度比和腹杆线刚度与节点局部刚度比。通过编制计算程序求取了计算长度数值解，制成了可供设计使用的计算用表和简化计算公式。以等节间Warren型钢管桁架为例证明了在腹杆计算长度分析中考虑相贯节点刚度的意义。 　　本文试验研究的另一重要部分为圆钢管相贯节点滞回性能拟静力试验，分别进行了节点在轴力和弯曲荷载作用下滞回性能的测试和分析。从试验现象出发，分别根据节点承载力、刚度、延性和能量耗散等抗震性能指标对荷载一位移滞回曲线进行了综合分析和对比，探求了节点在反复荷载下的破坏机理。试验结果表明，节点在轴力作用下的破坏模式表现为腹杆拉力作用下的弦杆塑性软化、弦杆焊趾或热影响区开裂以及腹杆压力荷载作用下的弦杆塑性软化等三种类型；节点在弯矩作用下的破坏模式表现为焊缝开裂、冲剪破坏以及腹杆根部弹塑性断裂等三种类型。节点在轴力和弯曲荷载作用下的滞回曲线均表现出良好的稳定性，无捏拢现象，变形能力与耗能性能良好。轴向滞回性能试件的节点承载效率均小于1，即节点本身需通过塑性变形来耗能，结构的滞回特性将主要取决于节点部位的滞回特性；弯曲滞回性能试件的节点承载效率均大于1，即节点自身具有足够的承载力来使塑性铰形成在被连接构件上。本文还对相贯节点局部变形的精确测试方法和焊缝抗弯承载力的计算提出了建议。 　　在用试验结果进行校验的基础上，本文采用数值模拟方法对相贯节点的应力分布规律、单调弹塑性行为和滞回特性进行了深入的研究。结果表明，节点局部区域的三向拉应力场可能是造成焊缝或母材断裂韧性降低从而在较小拉力水平下出现开裂的主要原因。此外，通过有限元参数分析进一步考察了影响节点滞回性能的主要因素。 　　最后，对于需进一步研究的课题进行了讨论。