鋼結構混凝土結構由于鋼結構和混凝土在受力過程中的相互作用，具有承載力高、塑性和韌性好、耐火性能好等優點，特別是其突出的抗壓性能，比較適宜應用于長細比不大的軸心受壓構件或小偏心受壓構件中，學者們也因此將較多的注意力放在了鋼結構混凝土柱和拱的研究和工程應用中。從受力角度看，桁架結構各桿件以軸心受力為主，在鋼結構桁架的弦桿中填充混凝土形成的鋼結構混凝土桁架是一種新型結構形式，主管內的混凝土提高了節點區域的剛度和承載力。同時，鋼結構混凝土作為受壓弦桿將減小弦桿截面面積，可見，鋼結構混凝土桁架是拓展鋼結構混凝土應用空間的重要結構形式。

 目前，針對矩形鋼結構混凝土桁架的節點和整體受力性能已經進行了相關研究口-2]，并頒布了相應規程口3。而對于圓鋼結構混凝土桁架芾點，我國目前已有的工程應用和規程中通常是套用空心鋼結構節點的計算方法或僅計算連接焊縫，這種忽略管內混凝土的作用，且腹桿內力僅傳至鋼結構壁的處理方法是否合理，值得討論。

    本文采用有限元分析軟件ABAQUS對桁架結構中最基本的平面K型圓鋼結構混凝土桁架節點和空鋼結構桁架節點進行計算分析，比較二者破壞形態的差別，最后對影響平面K型圓鋼結構混凝土桁架節點極限承載力的關鍵參數進行初步分析。

1  有限元模型

    有限元分析模型中，鋼材采用ABAQUS軟件中提供的等向彈塑性模型( Plasticity)。該模型服從相關流動準則，在多軸應力狀態下滿足Von Mises屈服準則。在屈服面內，鋼材為線彈性材料，在塑性分析中單軸應力  應變關系采用文獻[4]的二次塑流模型。
    混凝土采用塑性損傷模型(Concrete DamagedPlasticitv)。以往對約束混凝土受力性能的研究表明，混凝土在圍壓下強度提高、塑性增大，因此本文弦桿內填混凝土單軸受壓的等效應力一應變關系采用劉威凹1修正的適用于鋼結構混凝土的模型。單軸受拉采用應力一斷裂能模型。
    鋼結構與混凝土間的界面接觸行為模擬為法向接觸和切向粘結滑移‘_]。采用硬接觸模擬法向接觸；采用Coulomb庠擦模型模擬切向粘結滑移，摩擦系數取0. 25。腹桿與弦桿鋼結構的焊接連接采用綁定約束(Tie)模擬，使腹桿相貫線上所有節點與對應的弦桿節點具有相同的位移。鋼結構采用四結點殼單元(S4)，核心混凝土和蓋板采用八結點縮減積分的三維實體單元( C3D8R)。綜合考慮計算精度和計算效率后進行網格劃分，節點區域網格適當細化。
    圖1給出了平面K型節點的邊界條件，弦桿一端按固定支座考慮，另外一端為僅有沿桿軸方向位移的滑動支座。兩腹桿端部邊界為滑動鉸支座，僅允許沿桿軸線方向有位移，約束徑向位移。腹桿和弦桿均從兩相交桿件的根部開始外伸3倍的管直徑，以消除端部加載條件對節點區域的影響。施加腹桿軸向荷載時，僅在兩腹桿末端節點上沿腹桿軸向均勻施加反對稱的集中荷載。利用增量迭代法進行非線性方程組求解，在每一步增量中，采用牛頓法(Newton-Raphson)進行迭代計算，分析過程中考慮了幾何非線性作用。
2  力學性能分析
    除特別說明，分析中算例的基本參數為：主管管徑DX壁厚t=245 mm×8 mm，長度1=1 500 mm，內填混凝土立方體抗壓強度fe。一50 MPa;支管管徑d．×壁厚￡，=140 mm×8 mm，長度Z．一500  mm；所有鋼結構屈服強度廠，一345 MPa，以下分析結果中，鋼結構混凝土桁架節點腹桿鋼結構和弦桿鋼結構也按習慣分別稱為支管和主管。

2.1破壞模態
    圖2給出了鋼結構混凝土K型節點( KJ-CFST)和空鋼結構K型節點( KJ-CHS)節點域破壞形態的對比，圖中同時在右上角給出了破壞截面變形示意，為圖示清晰，所有的變形均放大了5倍。從圖中可以看出，空鋼結構節點與受壓支管連接處的主管表面凹陷，兩側向外鼓曲，發生主管屈服失效。鋼結構混凝土節點由于受壓支管作用處主管內混凝土阻止鋼結構的內凹變形并承擔了一部分的壓力，所以節點破壞發生在受拉支管作用處，主管管壁發生較大塑性變形，并與混凝土脫離。

    a-空鋼結構．b一鋼結構混凝土
    圖2節點破壞時節點區域破壞形態對比    圖3給出了兩種節點的支管軸力與主管管壁沿支管軸線方向最大變形艿的關系曲線，變形以主管管壁突出為正，凹進為負。在彈性工作階段，鋼結構混凝土K型節點的曲線較空鋼結構K型節點的曲線斜率大，表明在主管內填混凝土對提高節點區域的剛度具有明顯的作用，且由于內填混凝土的原因，鋼結構混凝土節點的承載能力也較空鋼結構節點有了很大提高。