结构局部损伤和疲劳累积是许多结构失效的主要原因，因此研究考虑局部焊接细节特性的结构局部细节部位非线性响应特征与损伤演化规律及其对结构行为的影响，对于结构安全评估和损伤识别有重要的学术意义和工程应用价值。 本文的主要内容是从实验研究的角度探讨含局部焊接细节的钢桁架结构局部非线性响应特征与规律。以某大跨桥梁结构中典型的纵向加劲桁架标准段的1：5缩尺模型试样为具体研究的载体，应用光弹贴片法来实现对试样焊接细节部位附近非线性响应变场信息的获取，用应变片和位移计实现对结构整体数据信息的获取。首先，通过简单构件的预备性实验对基于光弹贴片法的局部非线性响应变场测试方法的可行性进行了探讨；然后建立了含焊接细节的钢桁架结构试样的壳单元有限元模型，通过对设计加载工况的模拟分析并结合实验目的的要求研究了用于非线性响应测试的钢桁架结构试样的实验方案；最后，通过在钢桁架焊接细节部位预制不同类型的缺陷（贯穿孔洞、裂缝）研究了位于结构焊接细节部位的初始缺陷前沿的非线性响应特征及其规律，以及在结构存在局部损伤的情况下，结构整体上表现出来的力学行为特征。 实验研究的结果及其分析表明：1）在实验的加载工况下，钢桁架结构试样整体以受弯为主要形式。具体到被测各杆件表现为：斜腹杆为主要承力构件，其以轴向应力为主；竖腹杆为名义应变次之，其也以轴向应力为主，上弦杆主要承受弯应力。2）预制的初始局部缺陷的存在改变了结构焊接细节部位的应力分布状态，预制的局部损伤对结构局部性能的影响取决于预制损伤程度的大小、损伤类型以及预制损伤的位置。预制贯穿孔洞损伤的孔边条纹的级数反映出预制损伤的位置沿结构边缘方向受拉应力，孔边最大残余应变的大小与预制孔洞的孔径有关，孔径越大，孔边的最大残余应变越小。由于预制贯穿孔洞位于结构的应力集中部位，使此部位的应力分布状态兼受初始损伤以及结构本身应力集中的影响。预制裂纹的尖端塑性区在裂纹尖端两侧成非对称蝶形分布；裂纹尖端塑性区域随着载荷的增大而不断增大，裂纹尖端塑性区的纵向尺寸与作用于结构的载荷成二次曲线的关系。3）结构焊接细节部位损伤的存在对于结构整体行为的影响，主要从与预制损伤的节点板相连的三根弦杆的名义应变的变化以及结构的整体刚度的改变上反映出来，具体表现为：三根弦杆的名义应变的大小随损伤程度的加大而减小，此加载工况下钢桁架结构的主要承力构件斜腹杆应变响应受初始损伤的影响最大，其次是竖腹杆，影响最小的是上弦杆；结构细节部位损伤的存在导致结构整体刚度降低，结构整体刚度降低量随结构初始预制损伤程度D0的增大呈增大趋势。 上述研究成果反映了结构焊接细节缺陷附近的非线性响应特征以及结构整体力学性能变化两者结合起来研究了缺陷对于结构响应的影响。由此说明，在结构损伤识别中，有可能通过结构整体响应参数的改变以及结构应力分布的改变两方面来反演结构局部细节部位的损伤以及损伤程度。因此本文的研究成果对于认识大型土木工程结构局部非线性响应特征和结构损伤识别与状态评估具有一定的参考价值。