高强螺栓连接以其强度高、可拆卸等优点而成为了一种重要的钢结构连接形式。由于该连接受力机理复杂,目前仍有较多问题值得探讨。我国现行规范一方面低估了某些情况下的承载力,例如,高强螺栓承压型连接的抗剪承载能力规定；另一方面,现行规范缺乏对某些情况下承载力的规定,例如,规范缺少高强螺栓在受拉情况下疲劳计算的规定。本文采用理论推导及数值试验的方法,对这两个问题进行了深入的研究,获得了如下成果：(1)采用虚功原理推导了预拉力模拟方法,该方法可以较为准确的模拟预应力的工作。(2)采用了数值试验的方法研究了承压型高强螺栓的受力过程。研究表明当连接的承载力由螺栓强度控制时,若不考虑构件间的摩擦力,则高强螺栓承压型连接的承载力会被低估。本文对这种连接方式的抗剪承载力提出了为合理的计算方法。(3)通过理论推导及数值试验的方法研究了螺栓杆的应力集中系数。在忽略螺纹升角的情况下,根据变形协调条件研究了螺栓杆的轴力梯度变化。采用数值计算确定常用螺栓球的螺纹位移系数及螺纹力计算公式。采用局部建模,通过迭代计算的方法确定螺栓杆应力集中系数。与完整模型的计算结果比较表明该方法的计算结果具有较高的精度,且计算效率高。(4)针对应用最普遍的40Cr钢制高强螺栓,在计算出的螺栓螺纹应力集中系数的情况下,采用2种S-N曲线法对高强螺栓的疲劳寿命进行了估算。并结合等寿命曲线综合考虑了应力幅和应力比的影响,推导出了螺栓疲劳的设计公式。将估算结果与国内已有的实验数据进行对比,估算结果偏于安全,且在高周期疲劳中精度较好。(5)采用断裂力学分析了螺栓螺纹根部表面Ⅰ型裂纹的应力强度因子,对带有不同长度初始裂纹的螺栓进行了寿命估算,研究了不同长度裂纹对高强螺栓疲劳寿命的影响。并按照工程中假设初始裂纹为0.5mm时的疲劳寿命为螺栓的疲劳寿命,与实验数据对比表明假设初始裂纹为0.5mm的估算寿命偏于安全且精度较好。并且证明了初始裂纹长度对螺栓疲劳寿命有着不可忽视的影响。