T形钢连接梁柱半刚性节点构造简单、施工方便、是所有半刚性节点中最刚劲的一种,具有广阔的应用前景。震害调查表明,高层钢框架结构的梁柱节点位置发生断裂破坏的现象会导致整个结构失效倒塌。但目前要对往复荷载作用下结构的破坏进行预测还有许多问题有待进一步研究。本文采用宏细观相结合的研究方法,对T形钢连接梁柱半刚性节点在往复荷载作用下的破坏过程进行分析。主要的研究工作及结论总结如下:1.对六个T形钢连接梁柱半刚性节点试件进行往复荷载作用下的试验。试验结果表明:T形连接件的断裂是导致节点失效的重要原因;节点在往复荷载作用下变形性能良好,荷载一位移滞回曲线多呈Z形,有明显的捏缩现象;T形连接件的尺寸对节点的刚度、承载能力及延性、耗能等影响最大;随着梁端位移的增加,节点的损伤呈加速发展的趋势,利用本文提出的节点损伤模型可以较为合理地预测节点在往复载荷下的损伤过程。2.从材料尺度研究Q235钢的破坏行为。考虑到强震载荷下材料在大应变、低循环周次下的破坏特征,进行了不同缺口半径圆棒试样大应变往复荷载下的破坏试验,得到各组试样的启裂位置、循环寿命、裂纹扩展过程、最终破坏状态以及破坏断口形貌,并对缺口试样往复荷载下的韧性破坏全过程进行模拟。模拟得到的不同缺口半径试样在大应变往复荷载下的破坏启裂位置、裂纹扩展过程和应力-应变曲线均与试验相吻合,从而验证了宏细观结合方法模拟破坏的合理性。3.对缺口圆棒在大应变往复荷载作用下的破坏断口进行分析,发现其破坏机制为孔洞聚集型断裂,因此,采用组合功密度模型作为材料单元体的破坏判据,与Chaboche循环塑性理论相结合,建立了描述往复荷载下变形韧性损伤破坏的材料本构模型。利用光滑圆棒及缺口圆棒试样在往复荷载作用下的材性测试,对模型进行了参数标定。4.对T形钢构件进行定幅和变幅的往复加载试验测试。获得了钢构件的破坏模式、启裂及断裂循环圈数/位移。借助本文建立并标定的描述往复荷载下变形韧性损伤破坏的本构模型,结合有限元方法,对T形连接件在往复荷载作用下的断裂过程进行预测。结果表明利用本文方法可以较为准确的预测T形钢构件往复加载下的破坏过程。5.建立T形钢连接梁柱半刚性节点的有限元模型,详细阐述了模型的网格划分、材料性能、边界条件、接触面的定义、载荷的施加等建模过程;并对不同材料模型、不同接触滑移类型的有限元模型计算结果进行对比分析。分析结果表明:与采用等向强化弹塑性材料本构模型计算得到的结果相比,采用Chaboche材料本构模型计算的结果可以更好的模拟节点在往复荷载作用下的响应;考虑螺栓连接半刚性节点特有的节点区域变形较大的特征,采用有限滑移定义滑移量更合理。6.利用本文建立的考虑材料的循环塑性特性、节点区域各构件接触面之间的挤压和滑移现象的T形钢连接梁柱节点有限元模型,对往复荷载作用下T形钢节点试验过程进行模拟仿真分析,并将计算结果与试验结果进行了对比和验证。证实本文建立的有限元模型可合理地模拟节点往复加载试验过程,可得与实测结果相符的滞回曲线及节点的变形特征。7.利用有限元分析方法,对不同构造的T形连接件节点形式、不同T形连接件尺寸、不同梁截面尺寸节点进行往复荷载作用下的计算,对各组试样的滞回及耗能性能进行了对比和分析。分析结果表明:对T形连接件翼缘进行加宽的节点连接形式,其延性及耗能性能均优于传统T形钢连接梁柱节点;增加T形连接件腹板厚度、梁截面高度均可提升节点的耗能性能;T形连接件腹板、翼缘厚度如果设置的太大,反而会限制节点的延性、耗能也会受到影响。