在强烈地震作用下,从结构构件的宏观层面分析钢框架梁柱节点整体的抗震性能及地震损伤程度,对指导钢框架梁柱节点抗疲劳设计起到了重要的作用。但该研究思路因不关注节点局部易损部位在地震作用下的弹塑性响应,较难把握钢框架焊接节点局部焊缝易损位置的疲劳损伤机理和破坏模式。本文从局部概念出发,针对钢框架梁柱焊接节点在强烈地震作用下的疲劳损伤评估问题开展研究。首先,通过两类焊接构造细节的低周疲劳试验,探讨梁柱节点焊接构造细节的低周疲劳性能、疲劳强度及低周疲劳损伤机理。其次,根据地震作用下梁柱节点焊缝区震害特征,以箱型柱节点为试验对象,采用大位移幅值进行低周循环往复加载试验,分析地震作用下梁柱焊接节点焊缝裂纹萌生、扩展、贯通的演化过程及损伤破坏机制,提出箱型柱节点焊缝裂纹萌生的量化判据。再次,基于焊缝构造细节的疲劳性能参数及整体节点试件疲劳危险点的应变响应,结合多轴疲劳分析方法,进行节点损伤分析。最后,利用ABAQUS有限元软件建立钢框架梁柱节点实体模型进行数值分析,与试验结果进行对比验证。本文主要研究工作如下:(1)基于目前钢框架结构箱型柱节点局部细节疲劳性能参数匮乏,根据已发布的疲劳设计指导规程,结合箱型柱节点焊接局部构造特征,设计了两类焊接构造细节进行低周疲劳测试。根据疲劳测试结果研究了建筑用Q235钢焊接试件的疲劳失效模式、循环性能、疲劳性能及疲劳强度,并将两类焊接构造细节的低周疲劳强度与现有疲劳设计指导规程中相同构造细节的疲劳强度S-N曲线进行对比分析,研究了低周疲劳加载条件下焊接结构的破坏机理。(2)采用大于屈服位移的位移幅控制,进行低周循环往复加载试验,从局部概念出发,分析Q235钢箱型柱-工字型梁焊接节点的疲劳破坏行为:焊缝区裂纹萌生及扩展的破坏形态、裂纹类型、裂纹宏观贯通模式、沿梁翼缘焊缝的应变分布规律,总结归纳出节点焊缝裂纹的损伤模式:标准破坏模式、混合破坏模式。(3)对梁柱节点的低周循环往复加载试验,分析试验参数(荷载降、荷载降的变化速率、加载制度)对节点焊缝区裂纹萌生、扩展的影响,探讨在大位移幅值循环加载作用下节点焊缝的损伤劣化机制,提出了箱型柱焊接节点焊缝裂纹萌生的量化判据。(4)基于多轴疲劳临界面分析方法,运用梁柱节点低周循环往复加载试验采集的焊缝区疲劳危险点的应变时程,采用权值平均化处理的方法确定疲劳破坏临界面位置,计算临界面上正、剪应变响应,利用von Mises准则将临界面上正、剪应变合成一个等效应变作为临界面上的损伤参量,即为统一的多轴疲劳损伤参量,结合疲劳寿命计算方法与Miner线性累积损伤准则计算梁柱节点焊缝区疲劳危险点的疲劳损伤,并将该计算结果与修正的多轴疲劳寿命预测FS模型计算得到的疲劳损伤结果进行对比,分析采用两类焊接构造细节疲劳性能参数进行损伤评价的适用性,提出钢框架结构箱型柱焊接节点基于应变的疲劳裂纹萌生寿命计算方法及疲劳损伤评估模型。(5)对于采用非比例影响因子修正的多轴疲劳寿命预测FS模型,其应变路径非比例附加强化效应的计算,提出采用等效凸路径的方法对复杂应变路径进行简化处理,并用惯性矩来描述任意路径所围成的区域内任意一点对非比例附加强化效应的贡献,这样计算的应变路径非比例度具有明确的物理意义。(6)采用ABAQUS有限元软件建立钢框架结构整体多尺度模型及梁柱焊接节点实体模型,分析钢框架结构疲劳破坏危险点的受力特征,并将有限元模型的疲劳损伤计算结果与试验结果进行对比验证。