圆管结构以其卓越的力学性能和极具魅力的建筑外形，已在国内外的建筑、海洋平台、高耸结构中得到广泛应用。相对于圆管结构，主管内填入混凝土后的钢管混凝土结构，既继承了圆管结构的优点，又具有自己的风格，可显著提高圆管混凝土结构的极限承载力，近年来已越来越多地运用到我国大跨度拱桥和桁式结构中。然而，日常车辆荷载作用下钢管混凝土桥梁中的焊接节点疲劳性能目前还是一个重要且有待解决的问题。本文研究内容是国家自然科学基金课题中的一部分，主要是基于断裂力学法进行圆钢管混凝土T型焊接节点疲劳裂纹扩展和疲劳寿命数值模拟。 ⑴介绍了疲劳研究中具有普遍意义的知识点，由此引出圆管节点疲劳研究的两种方法——S—N曲线法和断裂力学法。在断裂力学法中，应力强度因子K具有重要意义，本文对圆管节点应力强度因子K的试验法和计算法进行了总结，同时对钢管混凝土焊接节点研究现状进行了评价，从而为本文的研究打下了坚实的基础。 ⑵介绍了圆钢管混凝土T型焊接节点静力试验、疲劳试验、焊缝部位缺陷检测报告和混凝土破坏特点，对比了最大热点应力幅位置、初始可见裂纹位置、焊缝部位缺陷检测结果，考察了疲劳裂纹扩展特点，这些均有助于后续断裂力学分析模型、数值模拟终止条件的提出，同时疲劳试验结果也是校验断裂力学法的可靠依据。 ⑶推导了参数变换法公式，并用于钢管混凝土节点的应力分布分析。通过有限元结果与试验结果比较，从静力的角度解决了有限元单元选取、材料本构关系、钢与混凝土间接触处理、焊缝模拟等问题，验证了两维模型转换为三维模型的参数变换法，获取了节点的热点应力集中系数SCF、弯曲应力与热点应力的比值DOB，且对最大热点应力位于主管冠点的钢管混凝土节点的DOB提出了建议值。 ⑷提出了支管受轴向循环拉力作用的圆钢管混凝土T型焊接节点断裂力学分析模型，该模型就初始裂纹位置、形状、大小及裂纹扩展提出了假定。在探讨应力强度因子求解方法时确定采用位移外推法、确定外推节点选取原则及由位移转换为应力强度因子时选用的假定。 ⑸综合了奇异单元位移外推法和非奇异单元位移外推法的优点，裂纹尖端采用奇异单元，裂纹尖端周围加密了网格，并设计了合理的过渡网格。楔形奇异单元由20节点等参单元SOLID95通过APDL编制宏命令实现。为保证楔形奇异单元退化边与裂纹尖端重合，本文编制宏命令C4ZL对可能发生的情况进行了调整。分析钢管混凝土节点前，分别计算了拉力、弯矩作用下带表面裂纹平板的应力强度因子，并与Newman公式进行了对比。通过计算，对裂纹尖端周围网格划分提出了要求。参数化网格划分为裂纹扩展模拟打下了基础。 ⑹节点疲劳寿命分别采用T型搭接板简化法和三维有限元数值法进行求解。T型搭接板简化法采用Bowness基于Newman公式的系列公式，该法首次被运用到圆钢管混凝土T型焊接节点上。针对该套公式本文编制的程序实现了节点疲劳寿命计算，并参数分析考察了混凝土疲劳变形模量、迭代次数、初始缺陷大小对节点疲劳寿命的影响。 ⑺三维有限元法数值求解时采用ANSYS软件的APDL编制了51个宏命令，通过参数变换法实现了带表面裂纹T型搭接板网格划分转换为3D形式的网格划分，并保证混凝土外表面网格划分与钢管内表面网格划分的一一对应。裂纹尖端处理同平板。本文实现了不同裂纹尺寸α/t0、α/c、不同钢管混凝土节点尺寸α、β（β≤0．95）、γ、τ、t0、不同混凝土标号、不同支管名义应力幅Δσnom下的应力强度因子及疲劳寿命求解。对10个试验节点计算了将近300个模型得到了节点的疲劳寿命数值计算结果，并回归了S—N曲线。