由于钢材轻质高强,钢结构厚板组合构件广泛应用于大型工程结构中。但是由于存在内部缺陷,厚板构件在焊接和服役过程中可能会出现脆性断裂问题。厚板在冶炼、轧制、加工过程中内部存在非金属杂质物、微裂纹、微孔洞等初始缺陷,在焊接残余应力或外部荷载作用下,缺陷逐渐累积、扩展,最终导致材料出现宏观裂纹、层状撕裂等脆性破坏现象,削弱了材料的承载能力。目前,研究人员对于厚板断裂现象有了广泛的认识,但是并没有对损伤累积本质进行探究。本文从力学性能和损伤累积角度对钢结构厚板进行了研究,有助于了解其内部缺陷的演化发展过程,为厚板损伤理论提供数据支持。本文基于连续介质损伤力学理论和弹塑性理论,建立了考虑Lemaitre损伤的弹塑性本构关系,将损伤引入数值分析；通过厚钢板材性试验,获得了厚板在静力和往复荷载下的力学性能,并识别出相应损伤模型参数；最后,探讨了厚板内部损伤累积过程,提出钢结构厚板分层损伤模型及单层损伤简化模型。本文主要研究内容分为四个部分：(1)建立考虑厚板损伤的弹塑性本构方程。基于描述内部损伤演化的Lemaitre模型建立了可以考虑损伤演化和双线性混合强化的应力应变关系；以ABAQUS二次开发接口UMAT,编制了相应的厚板本构关系子程序：通过厚铝环反向试验和箱型柱滞回试验,证明了本模型具有较高的精度,且适合于描述钢材内部的延性损伤累积；(2)厚钢板力学性能研究。对60mm、80mm、100mm、120mm四块厚钢板不同横向位置(外表面、距外表面1/4厚度处、中心处)以及Z向力学性能进行了静力试验和循环加载试验研究。试验数据表明,屈服强度随着板厚的增加而降低；断面收缩率和断后伸长率随着至外表面距离的增加逐渐降低,在厚板中心处材性性能达到极小值；(3)厚钢板损伤参数识别。基于弹性模量法,进行了重复拉伸试验,获得损伤模型参数。由于弹性模量法仅能提供参数的中值,识别得到的参数需要修正,因此提出损伤参数有效性验证及修正准则,通过有限元模拟单向拉伸试验,最终确定各组参数。损伤参数分析表明,横向试件损伤演化慢于Z向试件,横向靠近外表面试件的损伤演化慢于靠近中心处的试件;(4)厚钢板损伤机理研究。通过循环加载方式研究试件的损伤累积,对Lemaitre损伤模型参数进行敏感性分析。基于力学性能表现,根据钢结构厚板分层假定建立了厚板分层损伤有限元模型,认为该模型能较真实地反映厚钢板的力学性能,避免了大型钢结构厚板件的试验。最后,为了将较复杂的分层模型进行简化,通过有限元算例对比,建议取1/4厚度层损伤参数作为整块厚板的损伤代表值,建立单层损伤简化模型,为厚板构件有限元分析奠定理论基础。