鋼管節(jié)點是指所連接的構件中至少有一根為鋼管截面的節(jié)點。根據(jù)應用場合的不同，有相貫節(jié)點、法蘭節(jié)點、框架節(jié)點等。相貫節(jié)點是鋼管結構中最具代表性的節(jié)點形式，主要用于桁架、拱架、塔架和網(wǎng)殼等結構。浙江至德鋼業(yè)有限公司中已對2002年以前的相貫節(jié)點研究狀況和重要成果進行了集中闡述，文中重點評述了近15年中鋼管相貫節(jié)點研究的新進展、基于構型和材料的新發(fā)展以及未來鋼管節(jié)點研究和應用的發(fā)展趨勢。

  相貫節(jié)點近15年的研究進展主要體現(xiàn)在以下3個方面:傳統(tǒng)型式相貫節(jié)點的靜力性能研究中未被充分關注和解決的重要問題得以解決，為相關設計標準的制定和完善提供依據(jù)，相貫節(jié)點高周疲勞設計方法和在地震引起的低周循環(huán)荷載作用下的彈塑性滯回性能得以研究，以保障鋼管結構在風、浪作用等疲勞控制設計場合以及在高地震烈度區(qū)應用的安全性，相貫節(jié)點基于構型和材料的形式拓展得以提出，滿足現(xiàn)有工程要求和未來一段時期內工程應用可能性提出的新需求。

  傳統(tǒng)相貫節(jié)點靜力性能研究可概括為承載力和剛度兩個方面。由于鋼管桁架在實際工程中的大量應用，且在這些結構中與相貫節(jié)點連接的支管主要承受軸力作用，因而其靜力承載力得到廣泛關注，無論是圓管節(jié)點還是方矩形管節(jié)點都積累了大量的試驗和理論研究成果，并以設計指南的形式得以呈現(xiàn)，同時也構成了CIDECT設計指南、歐洲鋼結構設計規(guī)范以及我國GB 50017—2003《鋼結構設計規(guī)范》中有關條文規(guī)定的基礎。此后伴隨著相貫節(jié)點在單層網(wǎng)殼結構、大跨度重載結構、海洋石油平臺等大型復雜工程中的拓展應用，研究人員重點圍繞厚壁節(jié)點承載力、搭接節(jié)點軸向承載力、節(jié)點柔性、節(jié)點受彎承載力、節(jié)點延性斷裂與焊縫承載力、加強型節(jié)點與大尺度多支管空間匯交及曲率變化節(jié)點的承載性能等之前未能完全解決的重要問題開展研究，進而在2012年形成了相對較為完備的設計指南第3版和ISO設計指南。同期，我國也基于上述研究成果先后制定了CECS 280:2010《鋼管結構技術規(guī)程》和近期頒布實施的GB 50017—2017《鋼結構設計標準》中有關鋼管連接節(jié)點的設計規(guī)定。

  厚壁節(jié)點承載力海洋石油鉆井平臺的主承重構件大多采用厚壁圓鋼管(徑厚比2γ＜10)，以保證足夠承載力的同時減小環(huán)境作用力的影響。然而在2007年之前的設計規(guī)程或指南中，以往基于環(huán)模型推導確定的相貫節(jié)點承載力計算公式的適用范圍均限定為2γ＞20。為此，開展了厚壁圓管X形相貫節(jié)點的試驗和數(shù)值分析研究，采用塑性極限荷載準則替代薄壁鋼管節(jié)點適用的Lu限值進行極限承載能力評價，發(fā)現(xiàn)β(β為支管與主管的直徑比)較大時厚壁圓管節(jié)點承載力對β取值不敏感這一重要結論，進而揭示出該結論的物理原因是厚壁圓管節(jié)點傳力機制表現(xiàn)出顯著的膜行為。進一步研究了桿件夾角和主管應力水平對厚壁X形節(jié)點的影響，指出當β較大且支管與主管的夾角θ較小時，主管受剪會降低節(jié)點承載力。此后，相繼研究了邊界條件和主管應力對厚壁K形節(jié)點軸向承載力的影響，進而提出了基于塑性極限荷載準則的節(jié)點承載力預測公式。

  根據(jù)相鄰支管在主管相貫面上的相對位置，多支管相貫節(jié)點可分為間隙節(jié)點與搭接節(jié)點。搭接相貫節(jié)點是一種在鋼管桁架結構中常見的節(jié)點形式，其受力性能與間隙節(jié)點有很大區(qū)別。從施工過程看，K形搭接節(jié)點中的各桿件先以點焊方式定位后，再沿桿端連續(xù)施焊，因而節(jié)點中貫通支管與主管間的內隱蔽部分難以焊接。這是國內外眾多大跨度鋼管結構普遍存在的問題。但是內隱蔽部分不焊接的搭接節(jié)點極限承載性能在以往尚未有過系統(tǒng)的研究，相貫線處焊腳尺寸、拉壓支管的搭接順序以及節(jié)點處集中荷載(外力)對承載力的影響也鮮見系統(tǒng)的研究成果報道。GB 50017—2003《鋼結構設計規(guī)范》中將支管部分搭接的K形節(jié)點一律視為零間隙節(jié)點來考慮，不能全面反映搭接率、幾何參數(shù)、內隱蔽部分焊接與否、搭接順序和節(jié)點處是否有集中荷載作用等的影響。通過數(shù)值模擬方法開展內隱蔽部分不焊接和搭接順序變換對節(jié)點承載力的影響研究?；诜蔷€性有限元分析研究了K形圓管搭接節(jié)點的3種破壞模式，識別了不同破壞模式對應的參數(shù)區(qū)域，指出當支管壁厚較大且搭接率較大時，搭接節(jié)點的受力性能明顯優(yōu)于相應的間隙節(jié)點，按規(guī)范承載力公式計算的結果比較保守。針對海洋工程結構中采用的不同搭接率的K形矩管搭接節(jié)點進行研究后提出了設計公式。以K形和KT形搭接節(jié)點為對象進行了考慮內隱蔽部分焊接與否及其搭接順序的對比試驗研究，指出K形節(jié)點貫通支管受壓時內隱蔽部分焊接與否對節(jié)點承載力影響較小;當支管與主管的壁厚相對值變小后，由于傳力不均勻導致的支管局部破壞將成為主要破壞模式，而這一因素和所導致的承載力降低在既有的規(guī)范公式中尚未見反映。KT形節(jié)點隱蔽部分未焊接較隱蔽部分焊接的節(jié)點承載力有一定降低;受壓斜支管作為貫通支管較直支管作為貫通支管的承載力略有降低。K形節(jié)點內隱蔽部分未焊接對貫通支管受拉的節(jié)點承載力影響很大，KT形搭接節(jié)點承載力大于相應的KT形和N形零間隙節(jié)點承載力。則針對完全搭接圓管節(jié)點提出了一種統(tǒng)一設計方法?；谏虾Ｆ熘揖W(wǎng)球中心的建設需求，分別以更為復雜的空間KT形和KK形搭接節(jié)點為對象進行了試驗研究和有限元分析，引入空間調整系數(shù)和腹桿軸力比影響系數(shù)來考慮空間參數(shù)和各腹桿軸力相對變化對平面內外均搭接的空間圓管相貫節(jié)點承載力的影響，并提出了規(guī)范計算公式的修正建議。根據(jù)搭接節(jié)點與間隙節(jié)點控制破壞模式的區(qū)別，提出了適用于搭接節(jié)點的計算公式;針對不同施工工藝對平面內外均搭接的圓管空間KK形節(jié)點的靜力性能進行了試驗研究，重點考察了另外設置縱向與橫向插板的影響。