焊接连接是钢结构最主要的连接方式,焊接钢结构凭借其自身优势不仅广泛应用于工业、航空航天、桥梁等领域,而且在高层建筑中的应用也越来越广泛。但是需要注意的是,焊接施工过程中往往会引入诸如气孔、咬边、残余应力等焊接缺陷,这些缺陷将直接影响构件的受力性能,导致构件强度、变形及稳定性能下降。在强震作用下,高层钢结构梁柱焊接节点处的焊缝极易发生脆性断裂,成为整体结构的薄弱部位,导致梁柱焊接节点的破坏甚至于整个结构的倒塌,因此必须重视梁柱焊接节点的疲劳性能研究。本文围绕高层钢结构梁柱焊接节点的焊缝疲劳劣化机理与疲劳寿命预测这一主题,通过试验、数值模拟和分析等研究工作,取得了以下主要成果:在阐述了疲劳的定义、破坏机理及特点的基础上,总结了该研究领域的历史、现状及未来发展趋势,详细分析了影响疲劳强度的主要因素及应对措施、常用的疲劳寿命评估方法的优缺点及适用性等内容。针对焊缝低周疲劳性能,通过一系列标准试件的轴向等幅低周疲劳试验,系统研究了焊缝低周疲劳特性,得到了焊缝的循环应力—应变曲线、滞回曲线及断口特征等性能参数,揭示了焊缝在循环加载过程中应力一应变变化规律,整个过程连续、稳定,随着加载位移的增大循环硬化率由1.1降至0.7;在疲劳试验和有限元模拟的基础上拟合Manson-Coffin公式建立了优化应变幅—寿命公式。针对强震作用下某高层钢框架结构的弹塑性响应,进行了 SAP2000有限元分析。该结构振型周期比为0.61,且X、Y方向最大层间弹塑性位移角分别为1/110和1/125均小于规范限值1/50,结构强度、刚度和稳定性符合要求;结构塑性铰大多出现在梁端且处于LS状态。结合结构的层间弹塑性位移角和结构损伤情况,选取了易于发生低周疲劳破坏的梁柱焊接边节点和中间节点,分析了梁柱焊接节点破坏形式,并提出了提高梁柱焊接节点疲劳性能的相应措施。针对梁柱焊接节点的低周疲劳寿命预测,对选取的梁柱焊接薄弱节点进行ANSYS有限元分析,分析表明,其破坏形式与实际地震作用下的高层钢结构梁柱焊接节点疲劳破坏性能基本一致,在分析节点应力云图及应变云图的基础上,结合稳态局部应力应变法和优化的疲劳寿命预测公式,对梁柱焊接节点的低周疲劳寿命进行评估。本文的研究工作和成果可为高层钢结构梁柱焊接节点的焊缝疲劳劣化研究和低周疲劳寿命评估提供借鉴与参考。