本文基于新型高分子材料聚氨酯的优良性能,采用聚氨酯材料代替传统的混凝土,在钢管内部浇灌聚氨酯,便形成一种新型组合结构,即钢-聚氨酯夹层组合结构。该复合夹层管节点有着良好的承载能力、延性、稳定性以及耗能能力等性能。本文的主要内容如下:(1)在组合结构理论研究基础上,引入聚氨酯非线性本构模型和钢-聚氨酯粘结模型,结合钢-聚氨酯共同工作机理,得到适用于钢-聚氨酯复合夹层管节点有限元分析方法;(2)采用有限元方法,分析复合夹层管节点的最大应力以及应力分布模式,基本工作过程,并进行承载力分析,变形能力分析,耗能分析,刚度退化分析,破坏形式等内容的研究。(3)根据上述有限元分析结果,考虑钢-聚氨酯复合管截面空心率、管节点型式等影响因素,设计9个管节点试件与相应的加载方案。其中,通过采用不同厚度的聚氨酯夹层,得到不同空心率的构件;管节点将采用K、T、Y型式,其中节点区聚氨酯夹层厚度、钢管厚度与相连构件一致,完成循环往复荷载试验,试验主要研究试件的力学性能及其主要影响因素,得出其滞回曲线、力学性能与失效机理。试验中,重点研究不同设计因素对管节点破坏模式、承载力、延性、耗能能力、刚度退化等性能的影响。(4)在分析试验与理论结果的基础上,优化有限元分析方法与模型,对复合夹层管节点进行参数分析,得出其破坏机理以及相应参数的影响,并提出相应的构造措施与设计对策。本文通过分析结构的延性系数、能量耗散系数、滞回环面积等设计参数可知,当构建内部灌注聚氨酯时,不论聚氨酯的比例是多少,构件具有良好的抗震性能和耗能能力;随着加载次数的增加,构件发生刚度退化现象;通过有限元和试验结果分析可知,同等空心率下,其节点的承载力由K、Y、T节点逐步下降。为该结构的实际应用提供理论和试验基础。