设计内容主要是确定弦杆、撑杆管段壁厚与尺寸，选择节点使用的钢材，校核管壁强度。设计方法主要有：①冲剪应力法。最具有权威性，如美国石油协会（API）以及中国平台规范普遍采用此法。②名义荷载法。通过名义荷载来表示荷载强度，概念清楚、表达直观，被认为是比较可靠和安全的方法。

管节点设计通常可分为简单管节点设计和搭接管节点设计两类。

以冲剪应力作为设计指标的一种管节点静强度设计方法。其主要步骤如下：

①撑杆冲剪应力计算。计算管节点在名义荷载作用下，在弦杆管壁冲剪面上，撑杆冲剪荷载引起的冲剪应力：

…（1）

式中为冲剪应力，兆帕；为撑杆壁厚与弦杆壁厚之比，；为撑杆中轴向名义应力或平面内（外）弯曲应力，兆帕；为撑杆与弦杆轴线夹角。

②弦杆许用冲剪应力。弦杆管壁中的许用应力取许用剪应力或用式（2）计算，取较小者。在极端环境条件下，可提高1/3。弦杆管壁冲剪面上的许用冲剪应力[]为： 

…（2）

式中为节点处弦杆构件的屈服强度或2/3抗拉强度，取较小值；为荷载形式和节点类型影响的系数，由表1给出；为弦杆中存在轴向名义应力的系数，弦杆最外部分都为拉应力时，取，在其他情况时的取值为：

…（3）

式中，用于撑杆轴向应力；，用于撑杆面内弯曲应力；，用于撑杆面外弯曲应力。

…（4）

式中为弦杆中轴向的名义应力；为面内弯曲的名义应力；为面外弯曲的名义应力。极端环境条件下值可减小1/3。

表1 荷载形式和节点类型影响系数值

荷载形式和节点类型		撑杆构件中的荷载形式
		轴向拉伸	轴向压缩	平面内弯曲	平面外弯曲
K型	搭接	1.8
	间隙
T型与Y型
X（交叉）型	不设隔板
	设隔板
*表中当时，；当时，；当时，；当时，，为撑杆直径；但在任何情况下不小于1.0。

③强度校核。作用在弦杆管壁冲剪面上的冲剪应力，不应超过材料的许用剪应力[]，也不应超过按式（1）所确定的许用剪应力[]。当撑杆受到轴力和弯矩联合作用时，应满足下式：

…（5a）

…（5b）

式中为弧度（为平面内弯曲，为平面外弯曲）。

根据节点静力强度试验的分析，确定节点承载能力的一种设计方法。不考虑节点的应力分布，以名义荷载作为设计指标，进行节点静力强度设计。名义荷载法主要设计步骤如下：

①确定节点许用承载力。根据荷载类型和几何条件由式（6）和式（7）确定节点许用承载力：

…（6）

…（7）

式中为撑杆轴向许用荷载，牛；为撑杆许用弯矩，牛·毫米；由式（3）定义；为极限强度系数，与节点形式和荷载类型有关，见表2。

表2 极限强度系数值

荷载形式和节点类型		撑杆构件中的荷载形式
		轴向拉伸	轴向压缩	平面内弯曲	平面外弯曲
K型
T型与Y型
X(交叉)型	不设隔板
	设隔板

②节点强度校核。作用在撑杆上轴向力及弯矩应分别满足下列强度条件且。当撑杆受到轴向力和弯矩联合作用时，应满足下列相互关系方程：

…（8a）

…（8b）

式中为撑杆名义弯矩，牛·毫米；为撑杆名义轴向力，牛；为角标，指平面内弯矩，牛·毫米；为角标，指平面外弯矩，牛·毫米；为弧度。

典型的搭接管节点如图所示。

搭接管节点示意图

搭接撑杆垂直于弦杆的分力应不超过：

…（9）

式中为搭接撑杆与弦杆相交部分的实际周长，毫米；为许用剪应力，符合冲剪法的规定，兆帕；为撑杆间搭接焊缝的许用剪应力，兆帕；为焊喉厚度或较薄撑杆的壁厚，取两者较小值，毫米；为垂直于弦杆方向的一侧搭接焊缝的投影长度，毫米；为弦杆壁厚，毫米。

按名义荷载设计，搭接节点所能承受的荷载可由下式计算：

…（10）

式中为许用轴向荷载，牛；为如无搭接部分，撑杆与弦杆应有的相交周长，毫米。

无论对于简单管节点还是搭接管节点，对节点进行静强度校核应该使撑杆满足在最大荷载状态下的设计要求。对于其他复杂管节点设计，应考虑必要的修正措施。