长期以来,金属材料的宏观脆断因其复杂性和灾难性后果已成为当今世界重大的研究课题。在1994年美国北岭地震和1995年日本阪神地震中,梁柱连接发生了大量的脆性破坏,显示出人们对结构钢断裂破坏机理认识的不足。中等厚度(中等应力三维度)钢板试件处于由平面应力状态过渡到平面应变状态,其断裂模式具有特殊性,因此,研究中等厚度Q235结构钢在常、低温断裂试验中的断裂模式,具有理论意义和工程价值。为研究中等厚度Q235结构钢断裂机理和抗断设防,对Q235钢材开孔板和缺口板进行了常、低温断裂试验,研究了缺口参数等对中等厚度结构钢断裂模式的影响规律。常温试验包括10个16mm厚和10个25mm厚中心开椭圆孔结构钢开孔板、10个16mm厚和10个25mm厚结构钢半椭圆形缺口板;低温试验包括10个16mm厚和10个25mm厚结构钢半椭圆形缺口板。经试验表明:试件的第一条宏观裂纹起始于缺口顶端厚度中面,裂纹在厚度方向贯通后沿垂直加载方向迅速扩展,直至完全断裂。开孔或缺口愈尖锐的试件,其开裂延性愈差。随着钢板厚度的增加,韧性降低。断口粗糙且有大量韧窝,断口暗灰色呈杯锥状,断裂形式为正断与剪断混合型。低温试件的拉伸屈服强度和极限强度较常温试件略高,伸长率减小,显示出低温脆性。通过对Q235钢材开孔板和缺口板常、低温断裂试验进行数值模拟分析,结果显示:宏观裂纹在缺口根部截面上不是同时形成的,缺口根部应力集中,初始裂纹形成于缺口心部,然后沿宽度方向扩展至完全断裂。断裂应力场分析表明:本文建议的结构钢静水应力型双剪断裂准则和王万祯博士提出的金属椭球面断裂准则对于预测中等厚度钢板断裂问题均具有很高的精度;但金属椭球面断裂准则预测结果比较保守,其量化的CI值整体大于建议的静水应力型双剪断裂准则量化的的断裂参数CI值。相比较而言,本文建议的静水应力型双剪断裂准则对中等应力三维度下结构钢断裂预测精度较高,但缺点是该准则中的系数不具有普适性,致使其在使用范围上具有局限性。