圆锥形中空夹层钢管混凝土由于抗弯刚度大、受力性能好等优点,在输电塔、风力发电支撑柱及海洋平台柱等工程中广泛应用,但在目前相关规范中并没有给出该类构件节点连接的具体设计方法,合理地对其节点连接进行设计是工程师们关注的问题。通过力学原理推导和有限元分析,深入考察了该构件内外法兰节点受弯和轴向受拉的力学性能,并初步确定了该构件节点螺栓拉力的实用计算方法,本文主要研究内容如下几个方面:(1)为了能总体上把握构件的受力性能,本课题选取中空夹层圆钢管混凝土作为研究对象,利用ABAQUS有限元软件进行数值分析,研究该典型构件的受力机理、应力分布情况和破坏形态,并与理论计算结果对比,验证了中空夹层圆钢管混凝土建模方法的可靠性。(2)利用ABAQUS软件建立了7个中空夹层钢管混凝土内外法兰节点(其中1个圆形中空夹层空钢管、1个圆形中空夹层钢管混凝土、5个不同空心率、锥度的圆锥形中空夹层钢管混凝土)进行受弯和轴向受拉数值模拟研究,分析了节点受力全过程中内、外钢管和内、外法兰板应力分布的变化情况。研究了空心率和锥度对节点受弯和轴向受拉破坏模态的影响,并且分析了锥度、空心率、混凝土强度、法兰板厚度、螺栓内外边距比值、螺栓预紧力等参数对节点极限承载力的影响。(3)基于理论计算与有限元的方法对圆锥形中空夹层钢管混凝土内外法兰节点进行分析,得到当节点受弯时,在计算最大螺栓拉力时,确定了节点旋转轴的位置;当节点受轴向拉力作用时,确定了内外螺栓拉力大小比值和内外螺栓撬力比率。