钢结构构件的韧性破坏是其主要破坏形式,而考虑微观损伤的本构模型能够从微观层面形象的解释延性金属材料的韧性破坏,科学、合理地揭示钢材非线性性能的真实发展过程。目前应用最为广泛的微观损伤模型是GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman)模型,然而,该模型尚未推广于建筑领域中。因此,本文将微观GTN损伤模型引入建筑钢材力学性能研究中。基于微观GTN损伤本构理论,调制了有限元软件ABAQUS中的用户材料子程序UMAT,通过单元算例,验证了程序有效性和正确性,并系统分析了损伤参数对预测结果的影响。取材自Q345低合金钢和奥氏体304不锈钢热轧无缝钢管,加工光滑和缺口试件,进行了标准和缺口试件单向拉伸破坏试验,分别识别了两种钢材的材料参数和损伤参数,并与数值模拟结果进行对比,发现GTN损伤模型能够准确预测Q345低合金钢试件的断裂点,而采用Ramberg-Osgood曲线模拟钢材应力应变关系构筑GTN损伤模型,无法准确模拟奥氏体304不锈钢的力学行为。对Q345低合金钢和奥氏体304不锈钢光滑和缺口试件进行低周往复加载试验,得到其滞回和骨架曲线,结果表明钢材在单调与循环荷载下的力学性能有很大的区别。此外,通过电镜扫描试验,观察两种钢材试件在单调和循环荷载下的断口微观形态,探讨Q345低合金钢和奥氏体304不锈钢断口微观形态的区别,以及同一钢材在不同加载方式下的破坏特征,论证其是否与GTN本构模型的微观表述符合,为后续研究奠定基础。