钢管混凝土结构以其良好的力学性能和经济性在工程建设中得到了广泛应用。相比同等条件下的750 kV纯钢管变电构架,采用“泵送顶升法”施工的钢管混凝土构架可有显著地低工程造价约30%,降低单件吊装重量约50%。为了在750kV变电构架结构中大力推广钢管混凝土结构,同时为在建工程桥湾750 kV变电站提供设计依据,本文主要采用试验研究、有限元数值分析与理论研究相结合的方法,对该750 kV钢管混凝土变电构架结构中采用的两种关键节点——法兰节点和相贯节点的静力性能进行了深入研究。本文率先以桥湾750 kV变电站为背景,对其中两种钢管混凝土人字形构架关键节点(法兰节点和相贯节点)的静力性能进行了试验研究。首先,通过对4个拉弯荷载作用下钢管混凝土法兰节点的静力试验结果表明:按不考虑混凝土作用设计的节点符合“强节点弱杆件”的设计原则,且具备较高的安全储备,可以用于桥湾750 kV变电站构架结构中;轴拉力大小、法兰板厚度和加劲肋高度对节点初始刚度和破坏形态影响较大,而对极限承载力影响较小;螺栓群的旋转轴将会随着偏心距的增大而向截面受压侧移动,最终旋转轴基本位于靠近管壁的位置。其次,通过对4个主管灌注混凝土的T型相贯节点试件(其中包括3个分别采用瓦形板、外套筒和腋板加强和1个作为对比的无加强节点试件)在平面内弯矩作用下的静力试验结果表明:本文采用的三种加强节点的最终破坏形态均为支管失效破坏,均符合“强柱弱梁”的设计原则,且瓦形板和外套筒加强节点的受力性能最佳,建议选择更加经济的瓦形板对节点进行加强;相比无加强节点,三种加强方式均能显著提高节点的转动刚度和抗弯承载力,平面内转动刚度均可达到欧洲规范规定的刚性节点要求。此外,试验还对相贯线附近的热点应力进行了测量,结果表明:相比无加强节点,本文采用的三种加强方式均能显著降低节点的应力集中系数SCF值,且瓦形板和外套筒加强节点的降低效果最佳。在通过试验验证的有限元建模方法基础上,分别建立了拉弯荷载共同作用下的30个钢管混凝土刚性法兰和96个平面内弯矩作用下的瓦形板加强T型相贯节点非线性有限元模型。首先,法兰节点有限元结果表明:相比纯钢管法兰节点,钢管混凝土法兰节点承载力提高不明显,但初始刚度提高了约50%,螺栓的应力水平也有一定程度的降低;过大的法兰板厚度、加劲板高度和螺栓等级对节点的承载力提高帮助不大;不同偏心距下的螺栓群的旋转轴位置基本位于受压侧管壁位置。其次,通过对瓦形板加强的钢管混凝土相贯节点的有限元分析,详细讨论了参数β、γ、τd和ηd对节点破坏模式和承载力的影响,并提出了瓦形板加强型节点的构造要求,即长度宜取2倍支管直径,厚度宜取2倍主管壁厚。此外,根据有限元分析结果确定了瓦形板加强的钢管混凝土相贯节点在平面内弯矩作用下的中性轴位于支管中心和受压区合力作用点位于受压侧冠点位置。在试验和有限元分析的基础上,结合现有规程和传统T型组件撬力计算模型,分别推导了基于法兰板厚度和螺栓强度的钢管混凝土刚性法兰节点的拉弯承载力计算公式,同时给出了设计方法和设计步骤。在总结内填混凝土和瓦形板加强后的圆钢管相贯节点的破坏形态的基础上,采用力学推导的方式对瓦形板加强节点的平面内受弯承载力公式进行推导,提出了平面内弯矩作用下瓦形板加强的圆钢管混凝土T型相贯节点的承载力公式。