高强度结构钢（以下简称高强钢）是指屈服强度大于460MPa的钢材,其具备优越的可焊性、更高的屈服强度和良好的韧性。相比于普通钢,采用高强钢可以使结构自重降低,减少构件截面面积,增加使用空间,带来了显著经济效益,成为现代城市建设化的标志。随着社会经济的进步,高强钢广泛应用于工程界,其受力性能则需要进一步的研究。由于计算机技术的高速发展,一种以二阶非弹性分析方法为基础的直接分析法逐渐应用于现代工程。虽然国内外对二阶非弹性分析已有较多研究,但考虑到高强钢的材料性能和残余应力模型不同于普通钢,现有的二阶非弹性分析方法不完全适用高强钢计算。因此,本文以焊接截面高强钢为研究对象,通过大量的理论分析和数值模拟,提出了焊接截面高强钢的二阶非弹性分析方法,并应用在高强钢轴压构件和框架稳定性分析中,为高强钢工程设计提供参考。本文的研究内容和结论如下:（1）提出了适用于屈服强度460～960MPa高强钢焊接工字形截面和箱形截面的二阶非弹性分析方法。基于高强钢残余应力统一分布模型,通过截面分析法和理论推导得到了不同强度下的切线模量和截面塑性渐进发展过程,由此建立了切线模量简化公式、极限屈服面公式和刚度退化函数。对于轴心受压构件,采用基于稳定函数的梁柱理论,考虑弯曲引起的渐进屈服效应,结合塑性铰的发展对平衡微分方程的影响,进一步建立梁柱单元的弹塑性刚度矩阵,从而得到了适用于高强钢的二阶非弹性分析方法。（2）焊接截面高强钢轴压构件采用二阶非弹性分析法进行了计算,包括46根焊接箱形截面轴压构件,27根焊接工字形截面轴压构件。将计算值和试验值的荷载位移曲线和极限承载力结果进行对比。极限承载力结果表明,二阶非弹性分析计算结果普遍小于试验结果,大部分计算结果与试验值误差低于10%。荷载位移曲线结果表明,二阶非弹性分析与试验曲线相似,可以较为准确预测高强钢轴压构件的力学行为。因此,二阶非弹性分析方法适用此类构件稳定性计算。（3）对于考虑局部稳定性的焊接截面高强钢轴压构件,分别基于AISC360-16分析方法、有效截面法和有效屈服强度法,提出相应的二阶非弹性分析方法。同时采用已有局部屈曲的高强钢轴压构件试验进行验证,其中包括箱形截面构件15根,工字形截面构件25根。极限承载力和荷载位移曲线对比结果表明,对于箱形截面,基于AISC360-16分析方法计算结果于试验值吻合的较好,对于工字形截面,基于有效截面法的二阶非弹性分析结果与试验值吻合的较好且离散程度较低。因此,考虑局部稳定性时,对于箱形截面建议采用基于AISC360-16的二阶非弹性分析方法,对于工字形截面建议采用基于有效截面法的二阶非弹性分析方法。（4）焊接截面高强钢二阶非弹性分析框架的应用。对三种形式的钢框架分别进行了二阶非弹性分析和有限元数值模拟,其包括单层单跨、双层单跨和六层双跨,对比了不同节点处的荷载位移曲线结果。其结果表明,在屈服强度460～960MPa的不同结构形式高强钢框架有限元和二阶非弹性分析荷载位移曲线吻合较好,所提出的二阶非弹性分析法适用于焊接截面高强钢框架分析,可以方便框架设计,对实际工程具有一定的参考意义。