疲劳破坏是结构构件损伤累积的结果,其破坏前没有明显的征兆,突然性的破坏往往造成大量人员伤亡与经济损失,作为钢结构失效的主要形式,引起了工程界与学术界的高度重视。目前国内对高强度钢材疲劳性能和疲劳设计的研究处于起步阶段,尚无系统性理论成果,本课题以中国《钢结构设计规范》（GB50017-2003）的修订为背景,对Q690D高强度钢材及其焊接连接和螺栓连接的疲劳性能进行了研究。本文对Q690D高强钢母材、对接焊缝连接、十字角焊缝连接、有孔板和螺栓连接的疲劳性能进行了试验研究,拟合了其S-N曲线,并与Eurocode3、BS7608和AISC360规范相应疲劳细节的设计曲线进行对比,评估了其疲劳性能。焊缝连接接头断裂位置均在焊缝附近,基于此现象对对接焊缝接头各区域的硬度进行了检测,得到了其硬度分布,并讨论了硬度对疲劳性能的影响,研究表明:焊接热影响区存在着明显的软化区,疲劳裂纹更易产生于此,降低了疲劳寿命;另外采用电子显微镜观察了母材和焊接连接接头断口微观形貌,对各阶段断口特征进行了识别。有孔板断裂位置位于最小净截面处,螺栓连接试件均在主板的第一排孔前区域发生断裂,基于此不同现象讨论了应力集中和螺栓预紧力对裂纹萌生位置及疲劳寿命的影响,研究表明:应力集中将裂纹的萌生位置限制在最大应力点附近;而螺栓预紧力削弱了螺栓孔边的应力集中程度,阻止净截面处疲劳裂纹的萌生,疲劳裂纹转移到孔前区域,提升了试件疲劳强度。文中还收集了应力比为0.1的轴向应力作用下的五种不同构造类别的疲劳试验数据,基于大量试验数据间的对比以及与规范曲线的对比,对影响疲劳强度的因素以及规范的适用性进行了讨论。最后在试验的基础上,采用全耦合损伤有限元法,在应力应变场中引入了损伤的影响,对母材试件的累积损伤过程进行了模拟分析,并通过与试验结果对比,验证了此方法对标准小构件疲劳寿命分析的适用性。