梁柱连接在钢框架结构中扮演着举足轻重的角色,很久以来,人们认为梁柱刚性连接具有很好的韧性,在地震作用下可以充分的发展塑性变形,吸收地震能量,保持结构稳定。然而,在1994年美国Northridge地震和1995年日本Kobe地震中,发生了大量钢框架梁柱节点的脆性破坏。这个现象引发了国内外的大量对梁柱连接的试验研究和数值模拟研究。钢框架结构节点的有限元模拟不仅可以为解释钢框架梁柱节点破坏现象提供依据,而且可以为建筑结构抗震设计提供工具。要模拟钢框架结构的震害,就必须准确地确定构件和节点的刚度。本课题研究静力及地震荷载作用下梁柱节点的性能,建立了三线性节点域剪切模型。基于以上模型,实现了对钢框架结构十字形节点子结构在静力作用下节点性能的模拟,为进一步研究钢框架梁柱连接的抗震性能打下了基础。本文主要研究内容和结论如下:①通过对钢框架结构在静力及地震荷载作用下破坏现象和规律的分析,说明梁柱节点受力大、强度低是造成地震中大量钢框架结构房屋梁柱节点破坏的主要原因。②对钢框架结构连接节点的刚度、强度和变形特点进行了研究。基于节点域力与变形的非线性关系,采用Yun和Foutch所建立的模型,把节点域处理为四根刚杆及两个双线性转动弹簧相连接的剪切模型。然后,结合杆系有限元分析方法,采用以上考虑节点域剪切变形及梁柱取净长度的模型,建立了平面钢框架工字梁与H型钢柱翼缘连接十字形节点的非线性有限元杆系模型。③运用编制的数值计算分析程序,对Krawinkler试验十字形节点进行数值计算。通过与试验结果对比,表明所建模型可以较合理的模拟钢框架节点力与变形的关系。④采用有限元软件ANSYS建立了Krawinkler钢框架十字形节点以及两个算例的有限元模型。有限元计算结果与本文节点域剪切模型分析结果进行了对比分析,结果表明了本文分析模型与有限元模型对屈服强度和塑性刚度的模拟结果较接近,验证了本文所建节点域剪切模型的合理性与可行性。