近年来,随着国内仓储用地日益稀缺,建筑成本不断上升,各地仓储企业都在不断提高仓储密度、仓储及货物周转率,以降低仓储成本,同时我国也有越来越多的新型自动化高架立体仓库建成运营。其中,库架合一式仓储钢结构体系是高架立体仓库中兼顾建筑和仓储货架结构安全性及经济性的最佳方案之一,但目前国内对该结构体系的研究相对较少,限制了其市场推广应用。基于上述背景,本文从构件、节点及体系三个方面,对库架合一式仓储钢结构体系力学性能进行了如下研究:首先,本文针对库架合一式仓储钢结构体系中普遍应用较多的新型冷弯薄壁西格玛梁构件（Σ160×60×2）共开展了3组6根西格玛梁畸变屈曲承载力试验研究,得到了试件荷载-跨中竖向位移曲线、荷载-支座转角曲线、荷载-受压翼缘应变曲线等关系曲线及试件的破坏模式和极限承载力。试验结果表明:3组试件虽然极限承载力基本相同且均为畸变屈曲破坏,但破坏现象不尽相同;西格玛梁的力学性能较为稳定,试验结果离散性较小,但其破坏模态受初始缺陷的影响较大。通过有限元模拟与试验结果对比分析,验证了数值模拟分析的可行性和准确性;在此基础上进一步验证目前各国相关设计规范中关于冷弯薄壁梁畸变屈曲承载力设计方法的准确性,为该类梁应用于货架结构的设计方法的建立提供技术依据。对西格玛梁柱螺栓连接节点,采用单悬臂梁的试验方法开展节点低周反复荷载试验研究,考察节点的破坏过程和破坏模式,对节点的承载能力、抗弯刚度和延性等力学性能进行较为深入的研究。试验结果表明:西格玛梁柱节点虽然初始刚度较大,但随着荷载增大,梁柱螺栓孔附近将产生较大的挤压变形及局部屈曲,导致该类节点存在明显的刚度退化现象;建立梁柱节点有限元模型并结合试验现象进一步分析和揭示节点在荷载作用下的受力机理,通过与梁柱节点试验结果进行对比,验证了有限元分析方法的准确性;拟合出该节点弯矩-转角模型的计算公式,为该类梁柱螺栓连接节点设计和应用提供一定参考,同时研究立柱厚度、横梁厚度及螺栓尺寸等因素对节点力学性能的影响。在构件及节点研究基础上,通过选取一个代表性的库架合一式仓储钢结构体系,运用SAP2000分析设计软件进行有限元分析,计算得到该体系的动力特性、模态分析方法及风荷载和地震作用下的结构响应。分析发现,库架合一式仓储钢结构体系的整体性能及抗侧力性能较好,在水平荷载作用下结构变形呈“弯剪型”;进而进行参数化分析研究了结构纵向背拉支撑、立柱连梁竖向偏心距离及梁柱节点刚度对结构强度、刚度及稳定性的影响。通过对带支撑及不带支撑的两个库架合一式仓储钢结构案例进行整体模型与结构横向及纵向简化模型的对比分析,确定了适合于该新型结构体系整体模型简化的方法,并利用简化模型分别研究了在相同储存率及不同储存率下结构横向及纵向不同货物分布情况对库架合一式仓储钢结构力学性能的影响,并对地震作用下需要考虑的货物最不利布置方案提出建议。本文的研究成果为库架合一式仓储钢结构体系的研究提供了一定的试验和理论依据,有助于该新型结构体系在工程设计中的准确模拟分析,助力于该类新型自动化高架立体仓库在我国物流行业的应用及推广。