在由铝合金蜂窝板参与铝合金杆件协同工作的单层铝合金组合网壳结构中,板与杆之间方便可靠的连接方式及其连接性能,直接关系到该类板—杆组合结构能否真正协同工作的关键因素,也是确保其承载力明显高于未组合的一般网壳结构的重要保证。为此,本文采用一种针对铝合金方管杆件无法设置内螺母的“管壁攻丝单边螺栓”连接方式,以实现板与杆之间的“紧配合”有效连接,通过连接性能试验和有限元模拟分析,全面掌握了板杆之间的连接性能传力特点和破坏机理,提出了反映两者协同工作状态的合理模拟方法,并得到以下主要结论。(1)通过对三组1.5m×3m铝合金蜂窝板与方管杆件组合结构的承载力试验,探明了该类结构的受力特点及破坏机理。试验结果表明,板与杆之间采用的“管壁攻丝单边螺栓”连接方式,能够在剪力作用下确保板杆之间有效传力,两者之间的协同工作状况良好。其破坏模式主要表现为:连接螺栓的剪切破坏和螺栓孔壁的挤压破坏,以及在拉力作用下因螺纹强度不足导致的脱扣破坏。三组试件的实测承载力结果表明,连接件的连接性能直接决定了该类组合结构的极限承载力。(2)由于连接螺栓的尺度远小于被连接的蜂窝板和铝合金方管,因此为避免因单元划分的匹配问题导致有限元分析模型的规模过大而不收敛,必须将蜂窝板等效为各向异性的匀质板。为此,本文利用铝合金杆件和蜂窝板的材性试验实测数据,验证了基于三种等效理论对现有模拟方法改进结果的可靠性。(3)为有效模拟铝合金蜂窝板与杆件之间接触边界复杂的连接状况,本文分别建立“简化模型”(将铝合金蜂窝板按“三明治夹芯板理论”等效后划分壳单元,并按有限元耦合法模拟连接件)和“实体模型”(将蜂窝板等效后与螺栓一并按六面体线性减缩积分实体单元模拟)进行有限元分析。在螺栓连接点之间的蜂窝板与杆,考虑其切向和法向接触行为。分析结果表明,由于两种模型的单元类别及数量不同,导致计算工作量相差悬殊,但两者的位移及应力计算结果相差不大,且均与试验实测值较接近,故建议在今后对该类工程结构进行分析设计时,可近似按“简化模型”分析,连接边界的摩擦系数取0.25。(4)本文的连接性能试验及有限元分析结果均表明,蜂窝板与方管之间的“管壁攻丝单边螺栓”主要承受拉力和剪力作用,通过对30组不同螺纹深度和螺栓直径、间距的连接模型,进行有限元参数化分析,拟合了单边螺栓的承载力简化计算公式,为今后修订铝合金蜂窝板杆组合结构连接性能的设计规程提供了一定的参考依据。