钢结构混凝土结构由于钢结构和混凝土在受力过程中的相互作用，具有承载力高、塑性和韧性好、耐火性能好等优点，特别是其突出的抗压性能，比较适宜应用于长细比不大的轴心受压构件或小偏心受压构件中，学者们也因此将较多的注意力放在了钢结构混凝土柱和拱的研究和工程应用中。从受力角度看，桁架结构各杆件以轴心受力为主，在钢结构桁架的弦杆中填充混凝土形成的钢结构混凝土桁架是一种新型结构形式，主管内的混凝土提高了节点区域的刚度和承载力。同时，钢结构混凝土作为受压弦杆将减小弦杆截面面积，可见，钢结构混凝土桁架是拓展钢结构混凝土应用空间的重要结构形式。

 目前，针对矩形钢结构混凝土桁架的节点和整体受力性能已经进行了相关研究口-2]，并颁布了相应规程口3。而对于圆钢结构混凝土桁架芾点，我国目前已有的工程应用和规程中通常是套用空心钢结构节点的计算方法或仅计算连接焊缝，这种忽略管内混凝土的作用，且腹杆内力仅传至钢结构壁的处理方法是否合理，值得讨论。

    本文采用有限元分析软件ABAQUS对桁架结构中最基本的平面K型圆钢结构混凝土桁架节点和空钢结构桁架节点进行计算分析，比较二者破坏形态的差别，最后对影响平面K型圆钢结构混凝土桁架节点极限承载力的关键参数进行初步分析。

1  有限元模型

    有限元分析模型中，钢材采用ABAQUS软件中提供的等向弹塑性模型( Plasticity)。该模型服从相关流动准则，在多轴应力状态下满足Von Mises屈服准则。在屈服面内，钢材为线弹性材料，在塑性分析中单轴应力  应变关系采用文献[4]的二次塑流模型。
    混凝土采用塑性损伤模型(Concrete DamagedPlasticitv)。以往对约束混凝土受力性能的研究表明，混凝土在围压下强度提高、塑性增大，因此本文弦杆内填混凝土单轴受压的等效应力一应变关系采用刘威凹1修正的适用于钢结构混凝土的模型。单轴受拉采用应力一断裂能模型。
    钢结构与混凝土间的界面接触行为模拟为法向接触和切向粘结滑移‘_]。采用硬接触模拟法向接触；采用Coulomb庠擦模型模拟切向粘结滑移，摩擦系数取0. 25。腹杆与弦杆钢结构的焊接连接采用绑定约束(Tie)模拟，使腹杆相贯线上所有节点与对应的弦杆节点具有相同的位移。钢结构采用四结点壳单元(S4)，核心混凝土和盖板采用八结点缩减积分的三维实体单元( C3D8R)。综合考虑计算精度和计算效率后进行网格划分，节点区域网格适当细化。
    图1给出了平面K型节点的边界条件，弦杆一端按固定支座考虑，另外一端为仅有沿杆轴方向位移的滑动支座。两腹杆端部边界为滑动铰支座，仅允许沿杆轴线方向有位移，约束径向位移。腹杆和弦杆均从两相交杆件的根部开始外伸3倍的管直径，以消除端部加载条件对节点区域的影响。施加腹杆轴向荷载时，仅在两腹杆末端节点上沿腹杆轴向均匀施加反对称的集中荷载。利用增量迭代法进行非线性方程组求解，在每一步增量中，采用牛顿法(Newton-Raphson)进行迭代计算，分析过程中考虑了几何非线性作用。
2  力学性能分析
    除特别说明，分析中算例的基本参数为：主管管径DX壁厚t=245 mm×8 mm，长度1=1 500 mm，内填混凝土立方体抗压强度fe。一50 MPa;支管管径d．×壁厚￡，=140 mm×8 mm，长度Z．一500  mm；所有钢结构屈服强度厂，一345 MPa，以下分析结果中，钢结构混凝土桁架节点腹杆钢结构和弦杆钢结构也按习惯分别称为支管和主管。

2.1破坏模态
    图2给出了钢结构混凝土K型节点( KJ-CFST)和空钢结构K型节点( KJ-CHS)节点域破坏形态的对比，图中同时在右上角给出了破坏截面变形示意，为图示清晰，所有的变形均放大了5倍。从图中可以看出，空钢结构节点与受压支管连接处的主管表面凹陷，两侧向外鼓曲，发生主管屈服失效。钢结构混凝土节点由于受压支管作用处主管内混凝土阻止钢结构的内凹变形并承担了一部分的压力，所以节点破坏发生在受拉支管作用处，主管管壁发生较大塑性变形，并与混凝土脱离。

    a-空钢结构．b一钢结构混凝土
    图2节点破坏时节点区域破坏形态对比    图3给出了两种节点的支管轴力与主管管壁沿支管轴线方向最大变形艿的关系曲线，变形以主管管壁突出为正，凹进为负。在弹性工作阶段，钢结构混凝土K型节点的曲线较空钢结构K型节点的曲线斜率大，表明在主管内填混凝土对提高节点区域的刚度具有明显的作用，且由于内填混凝土的原因，钢结构混凝土节点的承载能力也较空钢结构节点有了很大提高。