高强度螺栓连接因为具有施工安装方便、可替换、连接紧密、能够承受动荷载等优点,被广泛使用在大跨度桥梁和工民建钢结构中。高强度螺栓连接节点作为主要的传力构件,在结构中受力复杂,往往容易发生破坏。剪切破坏是高强度螺栓连接的主要失效形式之一,因此对高强度螺栓连接在剪力作用下受力机理、承载能力和破坏形式进行研究十分必要,具有重要的理论意义和工程实用价值。在对高强度螺栓连接进行研究时多采用试验方法或者建立实体有限元模型的方法。试验的方法成本较高、耗时费工,受影响因素较多;目前常用的对高强度螺栓连接的有限元建模方法,考虑材料、接触非线性行为,计算时间较长,特别是要对大型的复杂的螺栓群进行全面、准确的模拟是十分困难的。因此,本文根据高强度螺栓连接受力特性,提出一种高强度螺栓连接抗剪简化力学模型。结合简化模型对高强度螺栓连接结构进行有限元建模计算、参数分析和试验验证,结果表明提出的高强度螺栓连接抗剪非线性简化模型,能够有效简化计算,并保证计算的准确性。论文的主要工作和结论如下:1.介绍了高强度螺栓连接的发展历史、研究现状及高强度螺栓连接抗剪承载力计算理论。对模拟高强度螺栓连接结合部的几种常见的力学模型进行介绍,根据高强度螺栓连接的受力特性,采用两个串联的Jenkins单元来模拟高强度螺栓连接抗剪过程,得到其恢复力表达式。2.采用有限元软件建立高强度螺栓连接非线性模型,该模型计算得出的整体力-位移曲线以及破坏形式,与经典试验结果十分吻合,证明了高强度螺栓连接非线性建模方法合理性和准确性。3.通过有限元模型进行参数分析,研究螺栓直径、芯板厚度、盖板厚度、抗滑移系数、螺栓和钢板屈服强度等影响因素对高强度螺栓连接抗剪性能的影响,通过参数分析对比,总结出高强度螺栓连接抗剪非线性简化模型的₁f、f₂、X₁、X₂、X₃等参数的计算公式或建议值。4.设计高强度螺栓连接抗剪承载力试验,试验结果表明各特征值与简化模型计算结果相近,试验得到的试件在剪力作用下的力-位移曲线与采用抗剪非线性简化模型计算的曲线吻合良好,说明提出的高强度螺栓连接抗剪非线性简化模型能够描述高强度螺栓连接的抗剪全过程。