螺栓球节点网架结构在我国工业厂房中的应用日趋广泛,当设置悬挂吊车时将会对网架造成反复的交变荷载,从而引发高强度螺栓的疲劳问题。由于疲劳试验的离散性大,试验难度及成本极高,至今尚未建立公认的疲劳设计方法,给工程设计人员造成了很大困难,严重制约其推广应用。为解决螺栓球节点网架结构中高强度螺栓的疲劳问题,本文在国家自然科学基金(51578357,51178286)的大力资助下,在本课题组前期对M20、M22、M27等高强度螺栓疲劳性能研究的基础上,重点针对螺栓球节点网架结构中M30、M39高强度螺栓的疲劳性能展开研究。主要研究工作及结论如下:1、借助美国MTS Lankmark370.50疲劳试验机完成了M30、M39两种规格高强度螺栓试件常幅疲劳试验;通过对试验数据的统计分析,得到了相应的S-N曲线;分别以名义应力幅Δσ和热点应力幅Δσ_k为设计参量,建立了相应的常幅疲劳设计方法。2、借助MTS Lankmark370.50疲劳试验机在常幅疲劳试验的同时,完成了20个M30高强度螺栓和5个M39高强度螺栓的变幅疲劳试验,通过对所得变幅疲劳试验数据进行等效应力幅折算,得到了变幅疲劳的S-N曲线。3、借助瑞士进口的Amsler1200型脉冲疲劳试验机,对M20、M30、M36高强度螺栓连接的平面桁架进行了常幅和变幅疲劳试验,共得到35个常幅及变幅疲劳试验数据,将所得结果与本文M30、M39高强度螺栓常幅疲劳试验数据对比,发现平面桁架结构的疲劳强度低,试验数据离散。4、借助进口TESCAN Mira3 LMH扫描电镜对65个疲劳断口进行微观分析,揭示高强度螺栓的疲劳破坏机理。5、借助国产SDS100电液伺服疲劳试验机完成了40Cr钢材的疲劳裂纹扩展速率试验,得到了40Cr材质基于Paris公式的疲劳裂纹扩展速率参数C和m,给出了开展螺栓球网架高强螺栓疲劳评估时参数的选用建议。6、运用本文测得的参数C和m,应用断裂力学的方法,估算40Cr制M30、M39高强度螺栓连接的疲劳寿命。理论估算值与试验结果规律性吻合较好,证明运用本文实测参数对高强度螺栓进行疲劳寿命估算是合适的。