大量工程实例和试验研究成果表明大部分钢结构工程事故是由于某一部位的钢材断裂引起的,因此解决复杂钢结构安全问题就必须从建筑钢材细观角度研究工程结构的断裂损伤机理。GTN细观损伤模型从材料细观层面分析微孔洞、微裂纹等缺陷萌生、长大及聚合过程,将细观层面的损伤演化过程同结构宏观力学性能联系起来,是细观损伤领域应用广泛的本构模型之一。目前国内基于GTN细观损伤模型研究建筑工程中结构损伤问题的成果并不多,因此本文基于GTN细观损伤模型,识别建筑用Q345B钢材GTN模型损伤参数,并将参数应用到钢节点损伤研究中来,验证GTN模型预测钢结构损伤断裂的精度。本文进行了光滑及三种缺口圆棒试件单轴拉伸试验,由光滑圆棒试件单轴拉伸试验获得Q345B钢基本力学参数,自缺口圆棒试件单轴拉伸试验获得荷载-位移曲线,为识别Q345B钢基于GTN模型的损伤参数奠定基础;接着进行电镜扫描试验,在电镜扫描照片可以看出断口上有许多分布均匀的韧窝,并能够发现明显的孔洞聚合现象,电镜扫描的观察结果论证了 GTN模型在模拟韧性金属材料损伤断裂方面的合理性,同时对比光滑及缺口圆棒试件断裂面差异,确定材料的特征长度,为有限元模型加密区网格划分提供依据。使用GTN细观损伤模型模拟三种缺口圆棒试件单轴拉伸试验,发现缺口圆棒试件有限元模型起裂点位于对称中心处,并沿着断裂面向外部进行扩展;分析了 GTN模型损伤参数中体积分数变化对有限元模型荷载-位移曲线的影响;比较试验与有限元结果,拟合出建筑用Q345B钢GTN模型损伤参数。依据相关文献加工了 Q345B钢剪切板试件,并进行拉伸试验,获取荷载-位移曲线,使用GTN模型进行剪切板有限元模拟,发现随着损伤区应力三轴度越低,相应位置孔洞形核速率越小,形核后体积分数增长越慢,应力三轴度最小位置处形核后体积分数甚至停止增长,有限元模拟得出的剪切板荷载-位移曲线断裂点位移及荷载远大于试验结果,本文分析GTN模型忽略了剪力对损伤断裂的影响,并分析出适用GTN模型的应力三轴度范围。最后将识别的Q345B钢母材损伤参数及基于相关文献识别的Q345B焊接材料损伤参数应用于T型相贯节点及梁柱焊接节点损伤断裂预测中,获得基于GTN模型的钢节点损伤演化过程及有限元分析结果,并与试验结果相比较,验证了 GTN模型在模拟钢结构损伤断裂中具有较高的精度,并且发现GTN模型模拟梁柱焊接节点拉伸破坏的效果要好于T型相贯节点冲剪破坏的效果。通过本文的研究,证明了所识别Q345B钢GTN模型损伤参数在钢节点损伤断裂方面具有较高的精度,GTN模型能够预测建筑结构损伤断裂现象。