在钢结构建筑中,钢屋架结构是一种比较普遍的结构形式,并被广泛应用于工业厂房、仓库、机场航站楼、集贸市场等大型基建项目。国内外的研究学者和设计人员对屋架结构已经积累了大量的研究和设计经验,有时为了简化计算,计算模型的节点经常采用理想铰接或刚接,且仅有节点荷载作用。然而,在钢屋架结构中,杆件的截面形式和节点连接形式等因素都会对结构受力产生影响。例如,在装配式屋架结构中,节点采用螺栓连接,每个螺栓实际受力、孔伸长率和孔间滑移等因素使得节点的刚度介于理想的铰接和刚接之间,杆件在节点荷载作用下不仅有轴力,还有弯矩和剪力作用。计算模型与实际结构的差别可能导致无法反映结构实际的内力分布和整体变形,因此,有必要对钢屋架结构的计算模型和节点受力性能进行研究。本文以某海岸换流站阀厅联合建筑工程为背景展开研究,该阀厅联合建筑结构采用42米的梯形钢屋架,并且采用了装配式螺栓连接方式。为了避免试验模型的尺度效应和考虑螺栓节点连接情况,以及为了了解屋架结构的实际内力分布和受力性能,进行了足尺试验研究,并在足尺试验的基础上,研究钢屋架结构的计算模型和梁柱节点的受力性能。在绪论中本文首先从屋架试验、计算模型和次应力等方面介绍了国内外钢屋架试验研究和计算理论,然后介绍了梁柱端板节点的研究方法和端板的受力性能的研究现状,并提出了本文的研究内容和研究方法。而后,进行钢屋架足尺试验研究,介绍了足尺试验模型的选取、测点布置方案以及加载方案,分析了结构在设计荷载工况下的变形和内力分布,并在此基础上总结了屋架杆件次应力影响规律。足尺试验得到的数据将为后文的计算模型分析和梁柱节点受力性能研究提供依据。进行屋架建模计算分析时,考虑到屋架节点处的螺栓数量和大小、杆件截面、节点板尺寸有所不同,因此,如果要考虑每个节点的刚度对结构内力和变形的影响,需要付出相当大的计算代价。所以,为了简化计算,首先分析Frater和Packer建议的三种计算模型,即屋架各节点均为铰接的模型P、各节点均为刚接的模型R、铰接和刚接联合模型PR；然后,为了考虑下弦梁柱节点区域对结构受力的重要影响,在刚接模型(R)的基础上,提出了模型RS,即引入弹簧单元来模拟下弦梁柱节点的半刚性；其后,为了进一步提高梁柱节点处内力的计算精度,在模型RS的基础上,提出了刚臂+弹簧的计算模型,以便考虑节点域的影响。进行梁柱节点受力性能研究时,以足尺钢屋架试验为基础,总结了梁柱节点区域正应力和剪应力的分布规律,建立了节点有限元实体模型,将试验测得的应变数据经过换算后得到的荷载施加到有限元模型上,进行了节点有限元模型的应力分布与试验值对比。由有限元模型计算分析得到了节点转动刚度,可以运用到前文所述的屋架整体计算模型中。