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模块化装配式钢结构建筑充分发挥钢材易于工业化加工和钢结构抗震延性优势，由工厂流水线生产的标准化模块成品现场拼装，实现标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理的成套技术，是装配式建筑体系最重要的形式。由于没有现场焊接、混凝土浇筑，可以有效地缩短工期，减小劳动强度，降低造价，降低对环境的影响，是装配式建筑体系的一种重要形式，具有广阔的应用前景。 总结模块化装配式钢结构体系的特点、应用情况及研究现状，分析当前研究中的不足，提出模块化装配式钢结构体系中亟待深入研究和解决的关键科学问题。提出了模块化装配式角钢桁架梁-方钢管柱高层钢结构新体系，基于样板工程，本着“传力明确、受力合理、生产便捷、安装快速”的目标，对该体系进行了结构组成和构造、科学拆分与拼装研究，采用有限元分析与试验研究相结合的手段，对该体系的装配式桁架梁、方钢管柱、梁柱节点以及框架抗侧力体系的承载能力和抗震性能进行了较系统的理论分析和实验研究。 提出模块化装配式角钢桁架梁-方钢管柱高层钢结构新体系，对该体系进行了结构组成和构造研究，将该体系科学拆分成桁架梁板模块和柱子模块，桁架梁板模块又拆分为桁架梁、柱座、楼板等构件。通过样板工程模块的制作和拼装，验证了此装配模块的拆分是科学合理的。通过本文研究，建立的装配式高层钢结构体系装配施工快速、高效，施工速度明显快于传统结构体系。 对15组不同跨度、不同上下弦杆和腹板截面尺寸的装配式桁架梁在竖向荷载下的承载力性能进行了有限元分析，同时针对其中9组试件，进行承载力性能试验研究。有限元分析与试验结果相互验证，揭示竖向荷载作用下装配式桁架梁破坏位置位于桁架梁中间部位的上弦杆，破坏位置变形发展较充分，属于局部屈曲的塑形破坏，满足“强剪弱弯”的抗震设计目标。装配式桁架梁的承载力主要由弦杆决定，其极限承载力至少是屈服承载力的1.35倍，具有较大的安全储备。 提出的模块化装配式角钢桁架梁-方钢管柱高层钢结构体系的框架柱节点处不贯通，上下层之间的柱子由柱座法兰依次连接，柱子的法兰板不仅和柱座法兰板相连，而且柱子上下法兰板的外伸段分别和钢梁上下翼缘采用高强螺栓相连。通过采用有限元软件ABAQUS，基于弹性稳定理论推导出不同柱子截面壁厚(10mm～16mm)的装配式柱的计算长度系数在1.3～1.6之间，轴心受压工况下其稳定系数在0.83～0.87之间，具有较好的稳定性能，其承载力由稳定控制。对于压弯工况下装配式框架柱，当弯矩大于临界弯矩时，其破坏模式是柱子上下端最大弯矩部位的钢板发生屈服的强度破坏;当弯矩小于临界弯矩时，其破坏模式为框架柱中部钢板的稳定破坏。 提出了适合模块化装配式角钢桁架梁-方钢管柱钢结构体系的桁架梁板模块内部梁柱的全焊接连接和模块间梁柱节点半螺栓半焊接连接。这两种节点连接构造简洁，受力合理，弥补了传统节点施工速度慢和现场焊接质量难以控制的不足。本文针对这两种节点连接进行了足尺模型的静力及拟静力试验研究以及有限元分析。静力试验获得了梁柱连接节点的静力承载能力、破坏机理等性能。拟静力试验获得了梁柱连接节点常遇地震和罕遇地震下的弹性和弹塑性发展规律、破坏机理和模式、耗能能力和延性性能等。提出改善装配式梁柱连接受力性能、抗震性能的措施和节点的合理设计方法，研究证明弦杆端部连接增加腋板构造的全焊连接节点和未加腋板的半栓半焊接连接节点，均具有较高的承载能力以及良好的延性性能、耗能能力和转动能力，符合“强节点，弱构件”的抗震设计目标，可以在强震区采用。 对由角钢桁架梁、方管柱、全螺栓梁柱连接的两层单平面钢框架进行静力及拟静力试验，研究了框架试件抗侧力体系变形特点、承载能力、塑性铰分布及出现次序，破坏模态，系统研究了框架的滞回曲线等抗震性能指标。模型试验结果和有限元分析表明，罕遇地震下，钢框架破坏模态为局部屈曲的塑性破坏，塑性铰首先出现在桁架梁端部弦杆，变形发展充分，具有较高且稳定的承载力，强度退化、刚度退化较慢，具有良好耗能能力和延性性能，符合“强柱弱梁”及“强节点，弱构件”的抗震设计原则，能够在强震区使用。从体系上验证了本文所述装配式桁架梁、柱以及梁柱节点的可靠性和可行性。研究成果可为编制《工业化装配式钢结构技术规程》提供参考，为工程应用提供技术支撑，推动我国钢结构建筑产业化发展。