短T型钢连接和梁柱端板连接属于半刚性连接,在常温和高温条件下这种连接的载荷与变形之间都存在非线性关系,其对结构性能有很大影响。研究半刚性连接在火灾条件下的性能以及有效的抗火设计方法具有重要的现实意义。本文以有限元分析软件ANSYS为平台,对常温、高温下的短T型钢连接和高温下梁柱端板连接的半刚性特点进行数值模拟,并对模拟结果进行了试验数据的验证。主要研究工作包括以下内容:(1)考虑几何非线性、常温及高温下的材料非线性和接触非线性因素,建立短T型钢连接和梁柱端板连接的三维有限元模型。(2)模拟短T型钢连接螺栓预紧力对结构行为的影响以及整个节点在火灾下的响应,分析温度载荷对结构的影响。(3)模拟梁柱端板连接节点在高温下的承载能力和抗火时间,得到梁柱连接节点转角—时间曲线;分析节点失效前各组件的变形和应力分布情况,得到变形和Mises应力分布云图;讨论载荷率和端板厚度、高强度螺栓规格、加劲肋厚度等组件的尺寸变化对有效抗火时间的影响。(4)提出采用有限元方法分析半刚性连接节点特性的简化模型,对其进行分析、验证;并将简化模型应用在整体结构的数值模拟中,进一步验证此种方法的优点。本文开展的创造性工作有:(1)对钢结构半刚性连接节点在火灾下的性能进行参数化分析,得出了重要结论,对连接节点的抗火优化设计具有重要的指导意义。(2)提出用ANSYS分析半刚性连接节点特性的简化模型,克服了整体结构分析中因考虑连接节点半刚性特点而导致节点和单元数量急剧增加的弊端,为进行更为准确的数值分析提出了有效的方法。