1994年美国Northridge地震和1995年日本Kobe地震的震后调查,引发了工程界对于钢框架结构梁柱连接断裂破坏的广泛研究。节点的断裂失效模式,可归结为应力集中区域的超低周疲劳(ultra-low cycle fatigue,ULCF)破坏。对于钢结构连接超低周疲劳寿命的准确预测,可以有效评价节点的转动能力和延性;同时也可作为节点抗震设计改进措施的重要参考指标。由此可见,对钢结构连接超低周疲劳破坏的预测,具有极大的研究价值。本文在对比得到相对准确的超低周疲劳预测模型基础上,进行了往复荷载下钢结构梁柱节点的破坏模式及其断裂预测研究。本文将用于预测钢结构节点ULCF寿命的微观力学模型汇总整理,即CVGM模型,改良的CVGM模型,延性裂纹开展公式(DCLC)3种断裂判据。将整理的3种判据对2个钢框架梁柱节点中梁下翼缘和节点部分区域的T字形截面试件进行ULCF寿命预测,与试验结果进行对比,验证了以上3种判据对于钢结构节点ULCF寿命预测的适用性,并且对比得到一种最为准确的ULCF预测模型;分别采用实体单元和壳单元建立有限元模型进行分析,研究壳单元的适用性。用最为准确的ULCF预测模型,对节点部分区域试件由于焊接垫板根部与梁翼缘及柱翼缘连接处并未封闭而形成了初始的“人工”裂缝部位,进行ULCF寿命预测,判断最易发生ULCF断裂的位置,以研究梁柱节点在强震作用下的破坏模式。以ICVGM模型为判断指标,既有窑尾框架节点为研究对象,分析焊接孔构造对于窑尾框架节点超低周疲劳性能的影响。最后,研究水泥厂窑尾框架节点的破坏模式,分析其抗震性能及超低周疲劳特性,以判别其是否符合延性设计的要求。分析结果表明,ICVGM模型的超低周疲劳预测结果相对准确;对于梁柱连接的破坏模式,焊接垫板根部与柱翼缘连接处并未封闭而形成了初始的“人工”裂缝部位以及焊接孔与梁翼缘连接部位的应力集中是引发节点失效的主要原因;可分别采用将焊接垫板围焊和改善焊接孔构造形式的做法避免此类ULCF破坏的发生;在ULCF判据的工程应用方面,窑尾框架梁柱节点的延性系数大于3,总转角大于5%rad,塑性转角大于3%rad,符合延性设计要求,在强震作用下具有较好的抗震性能。