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钢结构在强震作用下经历了极大的循环应变幅并在很少的循环次数后发生延性断裂的失效模式,可归结为超低周疲劳(即extremely low cycle fatigue,简称为ELCF)断裂。基于微观机制的断裂模型用于钢结构的延性断裂预测具有较高的准确性,对控制甚至预防钢结构在强震作用下的延性断裂提供了基础和前提。本文基于适用于超低周疲劳断裂荷载作用下延性断裂预测的循环空穴扩张模型(Cyclic Void Growth Model,简称CVGM),对钢框架梁柱节点的超低周疲劳断裂性能展开研究。主要的研究内容与成果如下:(1)梳理现国内外钢材断裂韧性、钢框架梁柱节点及微观断裂模型的研究现状,选取微观断裂模型CVGM为理论基础,对钢框架梁柱节点的超低周疲劳断裂性能展开研究。(2)对三个钢框架梁柱焊接节点中局部试件的拉压循环荷载试验进行非线性有限元分析,获得的荷载-位移曲线与试验曲线吻合良好,验证了有限元模型建立的有效性。随后运用微观断裂模型CVGM对试件进行断裂预测,与试验结果对比预测结果准确。验证了微观断裂模型CVGM用于焊接节点局部试件在拉压循环荷载作用下延性断裂预测的准确性与适用性。(3)根据现行国内外钢结构设计规范,设计了三个不同焊接孔形式的梁柱焊接节点局部试件,通过建立高精度有限元模型,结合微观断裂模型CVGM,分析在拉压循环荷载作用下,焊接孔形式对焊接节点局部试件的超低周疲劳断裂性能的影响。(4)通过在有限元模型中赋予梁柱焊接节点局部试件高强度钢材料属性,分析Q460D高强度钢梁柱焊接节点局部试件的超低周疲劳断裂性能,研究材料属性对节点局部试件在拉压循环荷载作用下断裂性能的影响。(5)在已有足尺钢框架梁柱栓-焊混接节点的梁端往复荷载试验基础上,结合现行国内外钢结构设计规范,设计了七个梁柱栓-焊混接节点,包含三种构造形式与两种材料属性,通过非线性限元分析,以CVGM模型为理论基础,研究了节点构造、高强度钢材料属性对钢框架梁柱栓-焊混接节点的超低周疲劳断裂性能的影响。