目前,集装箱作为一种轻型钢结构,被越来越多的用于建筑结构中,其用于建筑结构有许多优点并且用途广泛。第一,集装箱钢材可以回收利用,从而可以减少环境污染和能源消耗;第二,集装箱可以在工厂中标准化生产,且进行整体室内外装修,并在运输、施工中模块化实施,从而可以节约设计施工周期;第三,集装箱可以拼装成多种空间形式,从而可以满足建筑设计的要求;第四,集装箱可以用于多种建筑用途,从而可以提升钢材的国家战略储备。除此之外,集装箱不仅可以用于一般民用建筑,还可以大量用于抗震救灾、偏远山区、建筑工地、港口码头、工矿企业等临时性建筑,或者用于小型商店、学生宿舍、简易公共设施等廉价建筑,或者通过安装专用设备,进而改造成数据终端、混凝土搅拌站、移动检测试验车、移动供热装置等。但是,目前国内外关于集装箱建筑的研究大多集中于建筑设计方面,缺乏相应的结构力学性能分析和设计施工方面的指导。仅有的一些文献资料也都是建立在经验的基础上,或者只是进行了理论分析和试验研究的某一方面工作。此外,集装箱建筑按现有通行的钢结构类规范也很难进行设计,从而严重的阻碍了集装箱建筑的应用和发展。鉴于此,本文主要从整体、开洞未加劲、开洞加劲集装箱结构的力学理论分析、非线性数值模拟、以及全尺寸试验验证,等几个方面进行了深入的对比分析研究,并取得了相应的成果。在集装箱建筑的力学理论分析方面。第一,基于蒙皮理论,对波纹板的变形进行了分析,进而对波纹板的能量进行了分析,推导了波纹板两端均为连续性连接时,波纹板平行波纹方向的刚度。基于能量法,对波纹板平行、垂直波纹方向的两个剪切模量进行了分析,进而对波纹板平行、垂直波纹方向的刚度转换进行了分析,推导了波纹板垂直波纹方向的刚度。基于国内外相关研究,对集装箱刚度的计算方法进行了定义。进而基于集装箱侧壁波纹板和框架之间的刚度分配,推导了整体集装箱下侧梁固定时,加载端和非加载端的刚度计算方法。进而基于集装箱底部框架的变形和整体集装箱下侧梁固定时的情况,推导了整体集装箱下侧梁不固定时,加载端和非加载端的刚度计算方法。第二,基于蒙皮理论和波纹板两端均为连续性连接时的情况,推导了波纹板两端分别为连续性连接和自由时,波纹板的刚度。基于柔性板带和刚性板带的划分原则,推导了对常见未加劲洞口形式,窗洞、门洞、组合窗洞刚度的计算方法。基于常见未加劲洞口形式刚度的计算方法,以及集装箱侧壁波纹板和框架之间的刚度分配,推导了开洞未加劲集装箱刚度的计算方法。第三,基于常见未加劲洞口形式刚度的计算方法,推导了对常见加劲洞口形式,窗洞、门洞、组合窗洞刚度的计算方法。基于开洞未加劲集装箱刚度的计算方法,推导了开洞加劲集装箱刚度的计算方法。在集装箱建筑的非线性数值模拟方面。第一,基于Abaqus所建立的全尺寸非线性集装箱有限元模型,得到了整箱组、开洞未加劲组、开洞加劲组集装箱相应的应力-变形云图、荷载-位移曲线,并与理论分析进行了对比。第二,基于对集装箱侧壁波纹板尺寸、截面形状、开洞,以及各个围护结构、加劲构件形式等的参数分析,得到了各参数对集装箱刚度的影响规律。第三,基于参数分析的结果,总结归纳了集装箱建筑的设计施工建议。在集装箱建筑的全尺寸试验验证方面。第一,进行了集装箱钢材Cor-ten钢的材性试验,得到了集装箱各主要组成构件的材性数据。第二,进行了整箱组、开洞未加劲组、开洞加劲组全尺寸集装箱力学试验,得到了相应的荷载-位移曲线、荷载-应力曲线,得到了各试验项目的刚度值,得到了整箱组在约束条件不同时,整体集装箱刚度的变化规律,得到了开洞组在开洞面积、加劲构件不同时,开洞集装箱刚度的变化规律,得到了20OR-1D2W、40OR-5W的承载力,以及相应的破坏位置。第三,利用各试验项目的荷载-位移曲线、荷载-应力曲线分别与理论分析和数值模拟进行了对比,验证了前面结论的正确性。本文的研究,可为目前广泛使用的集装箱建筑提供相应的设计施工参考,也可为相应的规范编制工作提供理论借鉴。