螺栓连接结构由于螺栓孔的存在,使得被连接件材料存在不连续性,极易产生应力集中、变形,导致结构强度降低。因此,采用有限元数值模拟分析的方法准确、快捷地获取结构的力学性能对螺栓连接结构的研究有重要意义。对于螺栓连接结构而言,受剪是其主要受力方式之一,需要对影响其抗剪性能的各种影响因素进行分析。由于螺栓孔处往往存在着严重的应力集中现象,螺栓连接结构的破坏大都发生于螺栓孔处。因此,为了改善连接件的孔周应力集中现象,使得连接结构应力分布更为均匀,结构更加安全可靠,需要对螺栓连接结构进行布局优化设计。本文主要开展了以下几个方面的研究工作:（1）基于Abaqus力学分析软件,针对螺栓连接结构有限元建模中的难点进行分析,并确定合理的螺栓连接结构建模方法。最后基于Python语言,建立螺栓连接结构参数化有限元模型。（2）以单螺栓连接搭接板结构为研究对象,通过改变结构的不同设计参数,对影响其抗剪性能的各种影响因素进行分析,总结高强度螺栓抗剪连接的一般规律。（3）为了得到合理的螺栓布局设计方案,设计了一种多螺栓连接搭接板结构,运用萤火虫算法对不同螺栓数量下的结构进行布局优化设计,与初始设计方案相比,优化后结构的孔周应力集中现象均得到明显改善。（4）建立了典型的梁柱外伸式端板连接节点有限元模型,运用萤火虫算法对连接节点进行布局优化设计,得到了最优的螺栓布局设计方案,结构的强度得到一定提高。（5）对落地双摇臂抱杆及其螺栓连接节点进行力学分析,并运用萤火虫算法对抱杆螺栓连接节点进行布局优化设计,使其最大孔周应力明显下降。本文对三种不同受力形式的多螺栓连接搭接板、梁柱外伸式端板连接节点和抱杆螺栓连接节点进行了力学分析,运用萤火虫优化算法,对螺栓连接结构进行布局优化设计,使得结构最大孔周应力得到明显降低、应力集中现象得到明显改善。优化结果均表明了萤火虫算法在螺栓连接结构螺栓布局优化中的有效性。研究结果可以为工程设计人员在进行螺栓连接结构的设计时提供参考。