近年来,建筑金属屋面围护系统在我国蓬勃发展。然而,在台风和非台风地区均出现不同程度的金属屋面风揭破坏案例,发现有连接节点失效的情况,金属屋面系统中关键节点的连接常是导致破坏的原因。目前对对金属屋面系统关键连接节点的力学性能研究较少。本文首先关注建筑金属屋面系统中最常见的自攻自钻螺钉连接,分别研究其在铝合金和钢基材连接的力学性能,进行相关的力学试验研究。再进一步以珠海机场扩建工程-T2航站楼工程为背景引入,金属屋面系统关键节点的几种连接方式为研究对象,关注一个关键节点中的三种连接方式:焊缝连接、L型支座连接件、自攻自钻螺钉连接,进行了实验室的模拟试验,还原各个连接在受到外荷载时的破坏形式。本文主要的研究工作和结论如下:1.进行自攻自钻螺钉连接在铝合金基材上的抗拉拔试验,完成了以钻入方式、基材厚度、螺距、螺钉直径为变量的198个连接试件抗拉拔试验,结果表明:钻入方式对螺距较小的试件有一定影响,手动钻入的连接试件抗拉拔承载力偏小;自攻自钻螺钉连接在铝合金基材上抗拉拔承载力与基材厚度、螺距、螺钉直径呈正相关;将连接试件抗拉拔承载力计算值与试验值对比拟合,得到改进的计算式,可用于自攻自钻螺钉连接在铝合金基材上抗拉拔承载力的计算。2.进行自攻自钻螺钉连接在钢基材上的抗拉拔试验,共完成了120个试件的试验,结果表明:自攻自钻螺钉与钢基材连接抗拉拔承载力主要受到基材板厚度、螺距以及螺钉直径影响。其中,基材厚度对试件的抗拉拔性能有着显著的影响,抗拉拔承载力随着基材厚度增大而增大。螺距对试件的拉拔性能有明显影响,抗拉拔承载力随着螺距增大而增大。螺钉直径对试件的抗拉拔性能有影响,但影响不是十分明显。抗拉拔承载力随着螺钉直径增大而增大。3.进行焊缝连接件剥离试验,分析了屋面系统支座处两块板与支座焊接以及非支座处两块板焊接两种工况,共完成了6个试件的对比试验,结果表明:焊缝连接处受外荷载作用时母材率先撕裂破坏,焊缝连接具有较好的承载能力。板与板连接对比板与支座的连接发现,两者承载力接近,说明焊缝连接处没有明显薄弱部分。4.进行了L型支座连接件抗拉试验、L型支座连接件抗剪试验,完成了以L型支座不锈钢底垫厚度和钻入螺钉数为变量的共54个L型支座连接件的力学试验。结果表明:L型支座受拉时,是从螺钉孔附近产生破坏,L型支座变形随后撕裂,不锈钢底垫厚度相同的情况下,L型支座钻入螺钉个数越多,其抗拉承载力越大;螺钉个数相同的情况下,L型支座不锈钢底垫厚度越大,其抗拉承载力越大。L型支座在受剪时,破坏形式是L型支座被剪切变形后撕裂,钻入螺钉数较多时,L型支座连接件的剪切能力较好;底垫厚度越大时,L型支座连接件的剪切能力较好。