随着国内外高强度钢生产及加工工艺的不断进步,高强钢以其独特的优势逐渐得到应用。目前,高强钢在国内建筑领域的应用还处于起步阶段,面临着一些函待解决的问题,如延性较低、屈强比大、焊接连接易脆断等问题。特别是高强钢的焊接难度大,焊接敏感性高,不同的焊接形式对高强钢焊接质量会产生显著影响。目前高强钢被广泛认为在钢结构建筑中具有广阔的应用前景。由于钢框架梁柱翼缘焊缝连接处的应力状态复杂,高强钢梁柱翼缘采用对接焊缝连接在强震作用下更易发生脆性开裂,因此,有必要针对对接焊缝构造形式对高强钢梁柱焊接节点的断裂性能开展深入的研究,以期为高强钢在建筑工程中的应用提供参考。本文基于4种对接焊缝构造形式的Q460高强钢梁柱翼缘对接焊缝局部焊接节点,采用有限元软件ANSYS,模拟焊接过程存在的焊接残余应力,并通过各项断裂指标沿关键路径的分布,对比分析了4种不同对接焊缝构造形式节点的断裂性能。设计了4种不同的对接焊缝构造形式的高强钢梁柱翼缘对接焊缝局部焊接节点试件,通过试验研究,对比分析了对接焊缝构造形式及加载方式对高强钢梁柱翼缘局部焊接节点断裂性能的影响,并将试验与有限元数值模拟结果进行对比,同时考虑了衬板双边焊缝间距对节点断裂性能的影响。研究结果如下:(1)运用有限元软件ANSYS,采用热结构间接耦合方法,模拟了4种不同对接焊接构造形式的梁柱翼缘局部焊接节点的焊接瞬态过程,计算得到焊接节点的残余应力分布。(2)在考虑焊接残余应力的有限元模型基础上,针对焊接节点易发生开裂破坏的关键路径,通过各项断裂指标对比分析节点的断裂性能。综合判断,焊接节点在对接焊缝端部及梁翼缘中部区域发生开裂破坏的可能性较大;衬板采用双边焊缝构造形式节点焊缝区域得到加强,节点的断裂性能较好;同时对比分析了有无焊接残余应力节点的断裂性能,结果表明,考虑焊接残余应力节点在焊缝区域发生开裂的可能性更大。(3)试验研究表明,不同对接焊缝构造形式对高强钢梁柱翼缘局部焊接节点的断裂性能影响较大,4种试件主要在母材区及对接焊缝与母材融合面易发生开裂破坏;衬板双边焊缝构造形式试件在母材区发生破坏并伴随大量的塑性变形,表现出的断裂性能更好,主要由于衬板采用双边焊缝构造形式加强了焊缝区域的强度,避免焊缝及热影响区发生断裂破坏,使试件峰值应力外移至母材区,破坏时母材塑性变形较大,试件的抗断裂能力较强。(4)建立4种不同对接焊缝构造形式焊接节点的精细化有限元模型并与试验结果进行对比,研究结果表明,有限元计算结果的断裂性能要优于试验结果,主要由于有限元分析未考虑试件初始缺陷及开裂的影响;衬板采用双边焊缝构造形式试件试验与有限元计算结果吻合较好,主要由于有限元试件在母材处开裂破坏的可能性较大,并伴随较大的塑性变形,这与试验结果基本吻合。(5)建立考虑衬板双边焊缝间距对节点断裂性能影响的有限元模型,研究结果表明,增大衬板双边焊缝间距有利于增强焊缝区域强度,将峰值应力外移,建议在构造允许前提下适当增大衬板宽度,降低焊缝发生开裂破坏的可能性。