在实际工程中，由于型材定尺生产、加工下料、运输等原因，大量杆件需要进行自身连接。现场焊接连接、法兰连接存在施工质量难以保证和建筑外观不美观的问题，为改善现有连接方式的局限性，本文提出一种内置式刚性连接方式，这种连接方式通过十字形插板和高强螺栓，把钢管的对接节点隐藏于钢管内部，可以用于对建筑外观、施工环境和施工质量要求高的钢管自身连接中，目前这种连接的受力性能和设计方法还没有相关研究，本文通过有限元和试验两种方式对这种连接在轴向力作用下的受力性能进行了详细研究，在此基础上给出了该连接的设计方法。本文共进行了9个试件的足尺试验，其中3个受压试件，6个受拉试件，通过对这些试件的单向加载试验，得到了试件在轴力作用下的受力性能，试验结果表明这种连接方式可有效传递轴力，钢管与十字形插板连接长度对试件承载力和破坏形态有很大的影响。利用有限元软件ANSYS建立新型刚性连接的有限元模型，在模型建立中考虑了几何和材料双非线性，将有限元模型计算结果与试验结果进行了对比，结果表明本文建立的有限元模型，可以准确模拟连接在轴力作用下的受力状态。利用建立的有限元模型对连接进行了参数分析，分析结果表明，有三个参数对连接的承载力和破坏模式有影响，它们是槽长与管外径的比值α=Lw/D、十字形插板横截面面积与钢管的净截面面积的比γ=Ac/A、垫板的横截面面积与钢管的净截面面积的比值δ=Ad/A。通过大量的有限元分析，得出各个参数的临界值，当计算值小于临界值时，破坏发生在连接节点，当计算值大于临界值时，破坏发生在钢管。根据等强度理论推导了简化理论解，综合有限元、试验和简化理论解给出了连接的实用计算公式，并与试验和有限元进行了对比，验证了公式的准确性，最后本文给出新型刚性连接的设计流程和设计建议，以及组成连接的选材表，为实际工程中的应用提供参考。