作为一种新型金属增强复合管,钢带缠绕增强复合管（钢带PSP）因其良好的力学性能以及合理的制造成本使其同时兼具纤维增强复合管和钢丝增强复合管的优势,并在海洋油气领域有着广泛应用前景。目前钢带缠绕增强管面临着一些关键问题亟需解决,主要包括:1)作为一种新型非粘接复合管,需建立可靠的模型分析其在外荷载下的力学性能;2)钢带管采用的扣压式接头会改变管道端部的边界条件,使管道端部在内压荷载下易产生应力集中效应而破坏;3)接头法兰之间的螺栓可能会因腐蚀、蠕变等原因而产生松弛,从而引发泄漏。针对钢带缠绕增强管应用过程中可能出现的上述问题,本文开展了如下研究:1)分析了在内压、拉伸+内压、弯曲+内压等荷载作用下钢带管的力学性能,通过理论模型和有限元模型分析了管壁各层中应力的变化趋势,提出以最内层增强层的Mises应力是否达到其极限强度作为管道破坏的判据。同时通过有限元模型详细分析了组合载荷下各种载荷之间的相互作用对钢带管性能的影响。2)基于薄壁壳理论分析了内压荷载下带有扣压式接头的钢带管中应力集中效应。运用力平衡条件推导了各层之间上下表面的压力差表达式并将其作为计算管壁变形的一重要参数。针对内压爆破试验中出现的爆破点靠近接头的情形,采用该理论计算管道的爆破压力并与试验值进行对比,证明在此情形下该理论计算结果更接近试验值。3)研究了螺栓法兰接头的密封性能并确定了其密封性能的判定准则。分析了接头在预紧及加载荷载条件下密封圈的应变、Mises应力和表面接触应力,凹槽唇面的变形等,证明预紧后八角环形金属密封圈与凹槽接触面上出现的应力集中现象;重新选型换用金属透镜密封圈后应力集中现象得到缓解,密封性能有较大提升。通过有限元法分析了接头在内压以及外压荷载下的密封性能,证明在内外压测试中接头连接满足密封要求。