随着我国高层和超高层建筑的大量兴建,钢框架结构因重量轻、抗震性能好以及施工便捷等优点,得到了广泛的应用。大量震害调查表明,强震作用下钢框架结构梁柱节点的焊缝或热影响区域因裂纹扩展最易发生节点断裂破坏,最终导致结构的倒塌或损坏。但目前工程界针对考虑裂纹扩展的钢框架梁柱节点的损伤研究较少,进而会高估结构变形、结构抗倒塌能力,存在一定的安全隐患。本文通过扩展有限元计算方法,并结合带有初始裂纹的钢框架梁柱节点的试验研究,研究考虑裂纹扩展的钢框架梁柱节点抗震性能及断裂性能的相关问题,探索分析节点在往复循环荷载作用下裂纹扩展以及累积损伤发展规律。论文的主要工作包括以下五个方面:(1)结合断裂力学以及损伤力学理论,运用ABAQUS对节点焊缝区域进行扩展有限元模拟,分析钢框架梁柱节点焊缝断裂的力学机理,进一步完善考虑裂纹扩展、累积损伤的三维有限元方法。结合带初始裂纹的钢框架梁柱节点试验,证明扩展有限元方法能够准确地模拟钢框架梁柱节点的累积损伤退化特征和宏观微观破坏形态,为进一步开展影响因素的参数分析提供有力工具。(2)完成4个带初始裂纹的钢框架梁柱节点在不同加载制度下的循环加载试验,研究不同加载历程、峰值大小及顺序等因素对节点损伤过程的影响;完成3个带初始裂纹的不同构造型式节点在往复循环荷载下的加载试验,研究不同构造型式对节点抗震及损伤过程的影响,分析其滞回性能、宏观破坏形态、延性特征以及损伤退化特性,并验证扩展有限元法的准确性。(3)基于上述研究成果,对影响节点抗震性能及断裂性能的控制因子进行参数分析,研究不同能量输入历程、不同构造型式以及不同初始裂纹长度对考虑裂纹扩展的节点抗震性能及累积损伤的影响,深入剖析各控制因子对其抗震性能影响程度、损伤退化程度以及裂纹扩展的发展规律。(4)考虑焊接残余应力对梁柱节点损伤退化的影响,运用有限元软件ABAQUS采用热-结构间接耦合法对钢框架梁柱节点的瞬态焊接过程进行有限元模拟,进而得到焊接温度场、残余应力应变的分布及发展规律。(5)为更真实的反映梁柱节点焊接初始缺陷,提出焊接残余应力及初始裂纹对节点损伤退化的影响规律,得到残余应力及初始裂纹双因素耦合情况下对节点裂纹扩展的发展规律及对节点抗震性能及断裂性能影响程度。