梁柱节点是重要的受力部件，若其破坏易导致整个框架结构的倒塌，而RCS结构框架的钢梁和钢筋混凝土柱可更好地发挥其材料特性。 在过去的几十年里国内外学者对钢筋混凝土柱–钢梁（RCS）节点的抗震性能做了大量的试验研究，研究结果表明与传统钢筋混凝土梁柱节点相比较，RCS节点具有更好的抗震性能。
虽然试验能够直接反映RCS节点的抗震性能，但由于试验的高昂成本限制了学者对RCS节点抗震性能的进一步研究。通过有限元分析软件可有效研究RCS节点抗震性能及规律。然而，多数节点研究主要集中在小尺寸模型的钢筋混凝土–钢梁（RCS）节点的抗震性能研究，缺少对大尺寸RCS节点抗震性能的相关研究。
为了解大尺寸RCS节点在地震作用下的受力性能，掌握影响RCS节点抗震性能的关键因素。本研究基于ABAQUS有限元软件，对影响节点的抗震性能因素进行了分析。
1 试验概况
试验节点为梁贯通式节点，由混凝土柱、工字形钢梁、栓钉、面承板（FBP）组成。核心区U形箍筋通过内侧焊接在钢梁腹板上的栓钉与钢筋笼进行可靠连接。
试验中共设计4个不同构造形式的钢筋混凝土柱–钢梁（RCS）节点，试件编号分别为（TF6、TF16、SF6、F16），试件节点构造与梁柱尺寸、配筋如图1和图2所示，其材料性能见表1和表2。
图1 节点构造图示意
（a）TF6；（b）TF16；（c）SF6；（d）F16
图2 梁柱尺寸及配筋示意
（a）TF6；（b）TF16；（c）SF6；（d）F16；（e）梁柱配筋
表1 试验节点尺寸参数
表2 钢材性能
2 有限元建模
2.1 约束条件
钢构件采用强化弹塑性模型，第二阶段斜率取0.01Es，弹性模量为200 GPa，泊松比为0.3。混凝土CDP模型选用符合GB 50010—2001《混凝土结构设计规范》规定混凝土本构。
面承板（FBP）与钢梁间通过“Tie”进行约束连接，之后模拟两者的焊接，并通过“Tie”约束将栓钉与钢梁腹板相连接。
2.2 边界条件
只允许平面内转动而不允许平面外转动，将柱顶截面与中心点RF1进行耦合，将其确定为加载点，并进行循环位移加载。
3 验证有限元模型
3.1 滞回曲线与骨架曲线的对比分析
根据约束条件和边界条件进行有限元建模，得到荷载–位移滞回曲线如图3所示。模拟滞回曲线与试验滞回曲线基本吻合，并具有一定的捏缩效应。由滞回曲线提取的骨架曲线如图4所示。
图3 试验与模拟滞回曲线
（a）TF6；（b）TF16；（c）SF6；（d）F16
图4 试验与模拟骨架曲线
（a）TF6；（b）TF16；（c）SF6；（d）F16
可以看出模拟骨架曲线的斜率大于试验骨架曲线的斜率，究其原因主要是由于模拟是在理想条件下进行的，未考虑材料的初始缺陷以及施工误差等因素的影响。
比较了试验的正负极限承载力平均值与模拟的正负极限承载力平均值，最大误差为10.34 %，满足工程精度要求，因此有限元模型合理。
3.2 破坏模式对比分析
对裂缝的发展进行受拉损伤可视化分析可知，所有试件的模拟破坏形态与试验结果基本吻合。最大层间位移角为6 %时其受拉损伤云图如图5所示。
图5 受拉损伤云图
（a）TF6；（b）TF16；（c）SF6；（d）F16
对比有限元建模得到的混凝土框架柱受拉损伤云图与试验破坏可知，混凝土柱的破坏主要集中在梁端连接处和节点中心，节点裂缝成交叉分布。