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相比于普通强度钢材钢结构,高强度钢材钢结构能够减少用钢量、降低运输和施工安装成本,具有可观的经济效益,符合可持续发展和节能减排的基本国策,具有良好的社会效益。由于高强度钢材及焊材、构件和连接节点的力学性能会发生变化,需要更新设计方法和设计理论。本文的研究工作依托《高强钢结构设计标准》的编制开展,通过大量的试验研究和数值计算,对高强度钢材焊缝及螺栓连接的受力性能进行系统深入的研究,给出了设计建议和计算公式。本文主要完成了以下几方面的研究工作:(1)通过室温拉伸试验,获得了5种强度等级钢材(390MPa、460MPa、550MPa、690MPa、890MPa)和4种型号焊材(ER55-D2、ER55-G、ER69-G、ER76-G)的单调拉伸试验数据,建立了幂指型强化本构模型;通过圆形开槽拉伸试件的断裂韧性试验并利用幂指型强化本构模型,标定了3种强度等级钢材(390MPa、550MPa、690MPa)和4种型号焊材微孔扩张模型(VGM)和应力修正临界应变模型(SMCS)的断裂参量临界值。(2)针对高强度钢材焊缝及螺栓连接,进行了14个正面角焊缝接头、9个侧面角焊缝接头、27个高强度螺栓承压型连接接头和19个高强度螺栓摩擦型连接接头的单调拉伸试验,研究了材料强度等级、试件几何尺寸对连接接头强度和变形的影响。(3)建立了高强度钢材焊缝及螺栓连接接头的有限元模型,并通过与本文及其他试验对比,验证了模型的合理性和准确性。(4)利用微观断裂机理的VGM和SMCS模型,准确预测了高强度钢材正面角焊缝搭接接头的延性起裂荷载;运用数值方法,计算了高强度钢材侧面角焊缝搭接接头的长度折减系数,验证了现行焊缝连接设计方法对高强度钢材的适用性。(5)基于栓孔变形准则,对460MPa、550MPa、690MPa、800MPa、890MPa和960MPa高强度钢材螺栓连接的孔壁承压性能进行了数值分析,研究了钢材强度等级、边距、端距、板厚、螺栓直径、栓孔间隙对孔壁承压强度的影响,依据连接板的破坏模式,提出了新的承压承载力计算公式。