钢结构的疲劳破坏是结构在反复荷载作用下疲劳裂纹的形成与发展的过程,在疲劳裂纹得到足够程度的发展情况下,结构就会发生破坏,即疲劳破坏。因此,疲劳破坏的研究实际上是对疲劳尖裂纹的研究。目前土木工程领域对尖裂纹的研究的主要理论背景为线弹性断裂力学(LEFM, Linear Elastic Fracture Mechanics),结合试验和有限元方法对尖裂纹的力学性能进行研究。本文首先通过有限元方法对中孔试件的裂纹尖端的应力强度因子进行分析,分析结果显示表面有限元计算结果的应力分布与理论解析结果相符,并得出应力强度因子沿厚度方向上的分布规律,在厚度的中点达到最大值,并向两侧表面递减,在表面达到最小值,说明裂纹在厚度方向的发展速度不均一。在此基础上,对边缘切口试件进行了一系列的有限元参数分析,得出裂纹尖端应力强度因子与裂纹长度的关系曲线,并与通过试验得出的回归公式计算结果进行对比表明,有限元结果与回归公式计算结果具有较好的一致性。最后,通过对预应力CFRP加固边缘切口试件的简要分析,得出了在裂纹长度为25mm的情况下预应力与应力强度因子的关系,结果表明随着预应力的增大,应力强度因子呈线性递减,说明预应力可以有效的对裂纹进行加固,并且说明当预应力足够大时,应力强度因子可以达到小于临界值的情况,这时裂纹的发展速度趋近于零,裂纹停止发展。