钢结构建筑具有重量轻、强度高、抗震性能好、生产效率高、工业化程度高、施工周期短等特点。梁柱连接是钢结构的重要组成部分，在结构中承担传递内力的重要作用，其节点性能将直接影响整体结构的安全可靠性能。本文基于装配式连接节点设计理念，提出一种新型方钢管柱-H型钢梁装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点，采用试验研究、有限元数值分析和理论分析方法相结合，深入研究和分析了节点的抗震性能，研究成果可为工程应用提供理论参考依据。
　　(1)设计制作了4个新型方钢管柱-H型钢梁装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点试件，选取钢框架十字型节点试件开展了低周往复加载试验研究，通过改变节点试件构造参数，研究了节点试件的滞回性能和耗能能力。试验研究表明:节点试件滞回曲线呈“Z形”，滞回环面积较大，反映出节点试件具有较强的塑性变形能力，能很好地吸收地震能量。4个节点试件具有显著的刚度退化现象，4个节点试件的等效耗能系数分别为1.84-2.93，等效粘滞阻尼系数分别为0.18-0.24，延性系数分别为5.24-13.31，层间位移角分别为0.09rad-0.12rad。节点具有较强的耗能性能和抗震能力。
　　(2)进行了非线性有限元数值分析研究，从有限元试件的应力云图、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、耗能能力等与试验结果进行对比，有限元数值计算结果与试验取得了较好一致性，验证了采用有限元数值分析方法研究装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点抗震性能的有效性。
　　(3)研究了节点参数变化对节点破坏模式、屈服承载力、极限承载力、初始转动刚度的影响规律。研究结果表明，节点设计中应考虑外环板与梁翼缘厚度相匹配，且满足梁翼缘与高强螺栓同时达到极限承载力设计状态，当外环板厚度与梁翼缘厚度相近时，二者可协同变形，形成良好延性和耗能机制，节点抗震性能最优;外环板宽度取值应满足节点承载力设计需求，外环板宽度取值较小时不利于节点耗能，随外环板宽度增加，节点抗震能力提高;改变外环板长度对节点承载力和抗震性能影响不大;随圆弧半径增加，节点承载力呈现先增加后降低趋势。
　　(4)进行了梁柱外环板高强螺栓连接节点力学性能分析，采用叠加法推导了节点抗剪承载力计算公式;分析了节点失效模式，研究和推导了节点组件极限抗弯承载力计算公式;通过试验、有限元分别对节点抗剪承载力公式、节点极限抗弯承载力公式进行对比验证。研究结果表明:节点极限抗弯承载力、抗剪承载力理论公式计算结果与试验和有限元数值计算结果吻合较好，验证了理论公式的准确性。
　　(5)推导了节点初始转动刚度计算公式，提出了节点弯矩-转角曲线计算方法。采用试验拟合法，建立3参数幂函数拟合节点弯矩-转角骨架曲线模型和滞回曲线模型。通过对比试验和有限元数值计算结果，验证了所推导的初始转动刚度理论公式、弯矩-转角曲线计算方法及恢复力模型的准确性。