连接作为连接钢结构构件的媒介，其在火灾下的安全性对于保证结构的整体性至关重要；准确地理解和把握连接在火灾下的受力—变形与刚度特征，是进行钢结构整体抗火计算与分析的重要前提与基础。由于研究工作的滞后，国内外相关设计规范对此方面的规定或为空白或相当粗略，在进行整体钢结构抗火分析时或是假定连接为理想的刚接、铰接或是采用常温下连接的弯矩—转角关系模型。本文研究主要针对钢结构工程中广泛应用的高强度螺栓外伸式端板连接，通过梁柱、梁梁外伸式端板连接在火灾及常温下的足尺抗弯试验，了解了端板连接在火灾下的温度场分布、结构受力特点与破坏机理，并在此基础上建立了端板连接抗火计算与设计理论，包括： 　　一，在收集、整理国内外有关高强度螺栓用钢材高温材性试验结果的基础上，建立了高强度螺栓用钢材在高温下屈服强度、弹性模量等力学特性参数的数学模型。 　　二，基于通用有限元程序ANSYS，建立了端板连接在火灾下全过程三维热分析及三维非线性结构反应分析方法，利用试验结果对该方法的准确性进行了验证。连接中的所有组件均采用实体块单元；结构分析温度加载基于三维热有限元分析结果，模拟了连接的不均匀温度场分布；考虑了材料非线性和几何非线性；采用面面接触单元模拟了连接中的所有接触问题；采用预拉力单元模拟螺栓的预拉力，并在预拉力加载结束后将其转变为等效位移加载，能反映钢材高温软化导致的预拉力的下降。 　　三，建立了端板连接温度场实用计算方法，避免了目前研究中基于均匀温度场假定的不足。 　　四，以EC3常温端板连接设计方法为基础，建立了高温下端板连接的承载力与初始抗弯刚度计算方法，并在以下几个方面作了改进：弯矩、轴力共同作用下的承载力验算方法；高温下连接接触面抗剪承载力验算；基于Mises屈服条件和板件稳定理论，综合考虑了钢柱纵向应力对连接受力的影响；将EC3双列螺栓布置计算方法推广用于多列螺栓布置的情况。 　　五，给出了对端板连接采取与相邻构件相同的防火保护情况下不需进行抗火设计或简化设计程序的条件。 　　六，将Kishi-Chen三参数幂函数模型推广，建立了端板连接的弯矩—转角—温度关系模型。 　　通过180余个有限元算例研究了应力比、螺栓直径、螺栓预拉力、端板厚度、柱翼缘厚度、柱腹板加劲肋等主要参数对连接受力性能的影响，验证了连接实用设计方法的准确性，并比较了中柱连接与边柱连接的性能，提出了在试验与有限元分析中梁柱连接相对转角计算时宜取“钢柱翼缘接触面上受拉、受压合力与钢柱轴线相交的两点”作为钢柱转角计算参考点的位置选取原则。 　　研究表明，在常温下高强度外伸式端板连接具有相当大的抗弯承载力和初始刚度，在进行结构弹性分析时，通常可视为刚性连接；受拉区螺栓承受了相当大的附加撬力，可达40～50％螺栓预拉力。在火灾下，连接区域的温度场分布不均匀，厚度较小的组件升温较快；对于柱腹板无加劲肋的梁柱连接，柱腹板比常温下更易成为连接的薄弱环节；常温下为脆性破坏的高强度螺栓在火灾下具有很大的拉伸变形能力、颈缩显著，为延性破坏；连接的破坏形式、极限转动能力主要取决于连接自身的特性，火灾下的极限转角可达连接常温极限转角的2.5～3.0倍以上。