梁柱全螺栓连接节点是一种在工厂完成焊接工作,然后仅通过高强螺栓在施工现场完成安装的节点连接形式。此连接形式的节点既可以避免焊接残余应力以及焊缝质量等缺陷,而且提高了节点的承载能力及耗能能力等,同时钢结构连接节点的质量在施工过程中更易控制。因此,钢结构梁柱全螺栓连接节点的研究价值不言而喻。本文的主要研究工作包括:1、为更好实现建筑钢结构梁与柱在施工现场装配连接的性能需求,并结合国内外相关研究成果,在分析各种节点性能优劣的基础上,设计构造了一种新型外套筒式梁柱装配节点。为保证本文研究的可靠性,详述了有限元的建模分析方法,并利用现有的试验数据验证本文有限元模拟方法的正确性。2、为更加直观的分析新型外套筒式梁柱装配节点的破坏过程、应力分布和工作机理等,本文基于ANSYS有限元平台,设计制作了两种连接形式的新型节点,共计12个新型节点模型。并考虑了模型的材料、几何和接触状态3种非线性的影响,建立了该节点的精细有限元模型。对12个节点模型分别进行了单调加载数值模拟,加载方式采用梁端位移逐级加载的方式。从节点的受力特性和各构件的应力、破坏模态等情况分析新型外套筒式梁柱装配节点的静力学性能,得到了方型外套筒及H型外套筒等在节点工作过程中所起的作用。并从新型外套筒式梁柱装配节点模型几何、材料方面着手分析各参数对节点刚度(包括初始刚度)和抗弯承载力影响的主要因素及不同节点参数下节点弯矩-转角(M-θ)曲线变化趋势等静力学性能的影响。3、研究分析了新型外套筒式梁柱装配节点抗震性能。对该12个节点模型进行了低周循环加载模拟分析,得到各节点模型的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线,确定了节点的承载能力、刚度退化曲线、延性及能量耗散系数等抗震性能指标。最后对新型节点进行结构化参数分析,研究方型套筒厚度、方钢管柱壁厚、H型套筒长度和厚度、梁翼缘厚度及材料选取等参数对节点滞回性能的影响。数值模拟结果表明,新型外套筒式梁柱装配节点的滞回曲线稳定饱满,刚度退化平稳,延性及耗能能力良好;方形外套筒厚度、H型外套筒长度及厚度、钢梁翼缘厚度、方钢管柱壁厚对新型节点抗震性能均有一定影响。4、根据节点有限元分析数据,绘制出节点的弯矩-转角曲线及荷载-位移曲线,并得到了节点的初始转动刚度及抗弯承载力。节点为半刚性连接节点。基于小变形叠加原理,提出了外套筒式梁柱装配节点初始刚度简化计算方法,建立了节点域组件力学模型。在对外套筒式梁柱装配节点抗弯承载力理论计算时,考虑了节点抗弯及节点域抗剪,按照“强剪弱弯”的原则,提出了外套筒式方钢管柱与H型钢梁连接节点的抗弯承载力的计算方法和流程。通过对新型外套筒式梁柱连接节点的理论计算值与数值模拟值的对比分析,可知,此外套筒式梁柱装配节点初始刚度简化计算方法及节点抗弯承载力计算方法较为可靠。