分析模型
本研究采用EN 1993-1-8中规定的设计准则来评估螺栓承载力（剪切和拉伸）以及板件承载力（承压和冲切破坏），并利用表3.4中提供的极限状态公式。
等效T形件的设计承载力针对端板和柱翼缘组件分别进行评估。对于每个组件，控制设计承载力 FT,Rd 定义为三种潜在破坏机制中推导出的最小值。
每种模式的单独承载力基于翼缘的塑性弯矩承载力 (Mpl,1,Rd 和 Mpl,2,Rd) 和螺栓组的拉伸承载力 (∑Ft,Rd) 进行计算。这些模式涵盖了翼缘完全屈服 (模式1)、螺栓破坏伴随翼缘屈服 (模式2) 和纯螺栓断裂 (模式3)。
破坏模式：
塑性承载力弯矩：
梁柱连接的几何细节
依据标准施工实践，所有梁和柱构件均采用S355、Q690和Q960钢材制造，而端板则采用强度更高的Q690和Q960等级。几何构造，包括端板和螺栓组布置，如图2和图3所示，以及相应的试验矩阵。
试件JD1 (S355) 使用了HEM 300柱截面。为了评估弱柱/强梁层次体系的性能，保留了统一的HEA 320梁截面以及10 mm厚的S690端板。JD2由Q690钢材制造，JD3由Q960钢材制造。JD2的梁和柱截面分别为H300×180×10×12和H340×200×10×12，JD3的则为H250×180×10×12和H300×200×10×12。使用了M24等级8.8和M27等级10.9的螺栓。
讨论
RFEM 钢节点解决方案
本研究对三个高强钢外伸端板梁柱节点的结构性能进行了试验和数值研究。
试验方案通过针对性的T形件特征化分析和高保真有限元 (FE) 分析得到加强。使用基于有限元的RFEM 6钢节点附加模块，节点设计被完全集成到主体结构模型中。在依据试验数据进行验证并在欧洲规范3 (EC3) 框架内进行校验后，采用有限元模型获取了对局部变形机制的详细洞察。图4和图5以及表1和表2展示了试验结果、RFEM中钢节点模块以及EC3之间弯矩承载力和刚度的对比，同时表3总结了观察到的破坏模式。
| 试件 | 试验 | RFEM钢节点 | EC-3 | EC-3/RFEM |
|---|---|---|---|---|
| JD1 | 188.00 | 199.60 | 184.00 | 0.92 |
| JD2 | 313.89 | 310.26 | 292.03 | 0.94 |
| JD3 | 267.82 | 263.25 | 280.40 | 1.07 |
| 试件 | 试验 | RFEM钢节点 | EC-3 | EC-3/RFEM |
|---|---|---|---|---|
| JD1 | 19.90 | 10.00 | 34.30 | 1.72 |
| JD2 | 26.27 | 29.00 | 68.82 | 2.37 |
| JD3 | 17.36 | 20.60 | 47.46 | 2.30 |
| 试件 | EC-3 | RFEM钢节点 | 试验 |
|---|---|---|---|
| JD1 | 端板和螺栓 | 端板及第1和第2排螺栓 | 端板及第1和第2排螺栓 |
| JD2 | 端板和螺栓 | 端板及第1和第2排螺栓 | 端板及第1和第2排螺栓 |
| JD3 | 端板和螺栓 | 端板及第1和第2排螺栓 | 端板及第1和第2排螺栓 |
结论
通过将试验与RFEM钢节点模型和EC-3手算进行对比，研究了三个螺栓端板节点 (JD1–JD3)。对于弯矩承载力，三种方法结果吻合良好。RFEM与试验结果匹配紧密（偏差约在6%以内），而EC-3给出了安全、略微保守的值。因此，EC-3可被信任用于强度设计。
主要差异在于初始刚度。RFEM给出了合理的数值，但EC-3极大地高估了每个节点的刚度——大致是实测值的1.7到2.7倍。因此，在使用EC-3刚度时应谨慎，尤其是在正常使用状态和挠度验算中。
对于破坏模式，RFEM正确预测了试验中所观察到的现象（端板屈服并伴随两排螺栓均破坏），而EC-3则预测了一种更简单的单排螺栓破坏模式。简而言之，RFEM是预测节点承载力、刚度和破坏模式的可靠工具，并可减少对试验的需求。EC-3在强度方面是安全的，但倾向于高估刚度。