铝合金具有轻质、美观、易加工、耐腐蚀等诸多优点，不仅常用于玻璃幕墙、 门窗等围护结构，还可作为结构主要受力构件直接承受荷载，近四十年来，在土木 工程领域得到了广泛应用。目前，铝合金结构在国内也取得了一定程度的应用和发 展，但由于国内还没有相应的设计规范，因而制约了这种结构形式在我国的进一步 推广。规范的制定需要通过理论分析和试验研究来解决很多问题，连接计算是其中 的一个重要内容。因此，本文结合我国铝合金结构设计规范编制的需要，对铝合金 结构连接的静力强度进行了系统的理论分析和试验研究。 本文首先对铝合金材料本构模型进行了理论研究，针对铝合金与钢材不同的特 点，指出在实际应用中，可对铝合金材料的应力一应变曲线分段理想化。通过本文 数值分析同试验结果的对比，验证了考虑材料应变硬化效应的三折线模型能够准确 地模拟出铝合金材料的力学性能。 本文对铝合金结构焊接热影响区的强度降低现象进行了系统完善的理论分析和 试验研究。首先明确区分并提出了在焊缝连接计算和焊接构件承载力计算中考虑热 影响区强度降低的两种不同方法。然后通过铝合金对接焊缝连接的大量试验确定了 焊接热影响区强度降低曲线的形状，分析得出了临界失效面距焊缝中心及焊缝边缘 的距离，并得出了焊接热影响区的范围。最后推导了折算强度区的计算公式，并根 据试验结果计算出折算强度区的范围。本文试验还分析了焊件厚度、焊丝型号、焊 接工艺等焊接参数对焊缝强度、临界失效面强度折减系数、焊接热影响区及折算强 度区范围的影响。本文以上研究成果在国内均为首次得出，为规范相关条文制定提 供了重要依据。 本文分析并总结了铝合金角焊缝连接静力强度计算的 3 种方法，并对目前国际 上通用的角焊缝强度计算β公式进行了验证性试验研究。试验研究结果表明：角焊 缝的破坏基本发生在45°焊喉截面，正面角焊缝强度约为侧面角焊缝强度的1.24倍。 以上试验结果在国内为首次得出，由试验研究可得角焊缝的强度设计值可取同种焊 丝材料对接焊缝抗拉强度设计值的0.57倍。试验研究验证了β公式的正确性，表明 铝合金结构角焊缝计算可采用与钢结构相同的方法。 本文分析并总结了铝合金结构紧固件连接的静力强度计算公式，推导得出了受 拉螺栓连接中螺栓头及螺母下连接件抗冲切承载力计算公式。 本文对铝合金双盖板轴心受剪螺栓群的承载性能进行了系统完善的理论分析和 试验研究。试验研究结果表明：铝合金轴心受剪螺栓群的接头越长、连接板净截面 面积与栓杆总受剪面积的比值越小，螺栓剪力分配不均匀的程度就越大；试验得到 的节点承载力折减系数高于欧洲铝合金规范和我国钢结构规范的计算值。以上试验 结果验证了对于铝合金轴心受剪螺栓群，采用与钢结构规范相同的计算公式可确保 连接设计的安全。 本文对铝合金结构双 T 形轴心受拉螺栓群连接中的撬力现象进行了系统完善的 理论分析、试验研究和数值模拟。试验研究和数值模拟结果表明：在本文试验的极 端情况下，撬力的不利影响最高可对节点承载力产生高达65%的折减；按照欧洲钢结 构规范公式计算得出的试件极限承载力，同试验及数值分析结果相当吻合。以上研 究结果表明：在铝合金受拉螺栓群设计中必须考虑撬力的不利影响，对铝合金双 T 形轴心受拉螺栓群的承载力计算可采用欧洲钢结构规范的公式，计算结果足够精确 又可保证连接设计的安全。 本文的研究适应了铝合金结构在我国应用日益广泛的现实需求，研究内容是铝 合金结构计算中极为重要的一个方面，所得研究成果为铝合金结构在我国的进一步 推广和应用提供了理论依据和计算方法。本文部分研究成果已被纳入到我国第一部 铝合金结构设计规范中。 关键词：铝合金结构，焊缝连接，紧固件连接，静力强度，理论分析，试验研究，数值模拟，焊接热影响区，折算强度区，临界失效面，撬力