火灾全过程下双腹板顶底角钢节点破坏机理研究

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作者 蒋军 丁婷婷 +2 位作者 姜健 陈伟 叶继红 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期9-22,共14页

火灾下钢结构梁柱节点破坏是导致结构连续性倒塌的主要原因之一,研究梁柱节点在高温下和高温后的破坏机理对评估钢结构抗火性能具有重要意义。为此,对双腹板顶底角钢节点在常温、升温、升温-降温、火灾后的力学性能进行缩尺模型试验研究... 火灾下钢结构梁柱节点破坏是导致结构连续性倒塌的主要原因之一,研究梁柱节点在高温下和高温后的破坏机理对评估钢结构抗火性能具有重要意义。为此,对双腹板顶底角钢节点在常温、升温、升温-降温、火灾后的力学性能进行缩尺模型试验研究,并建立缩尺和足尺节点有限元模型,研究温度场景、荷载、缩尺比例对节点抗火性能的影响。研究表明:火灾全过程下双腹板顶底角钢节点的破坏模式、临界温度、残余承载力与温度场景、持载、角钢与螺栓相对强度有关,升温阶段和火灾后缩尺节点的破坏模式分别为下角钢螺栓孔受拉破坏和下角钢螺栓剪切破坏,而足尺节点模型的破坏模式为下角钢螺栓受拉破坏,主要原因是温度场景和缩尺比例的耦合作用下,角钢与螺栓的相对强度发生变化,导致破坏模式的变化;火灾下持荷对火灾后节点残余承载力有较大影响(误差可达60%),不考虑荷载影响结果偏不安全。有必要在火灾后结构抗火性能评估中考虑持载的影响,不同比例结构模型的抗火性能对应关系还需要进一步研究。 展开更多

关键词 双腹板顶底角钢节点 火灾全过程 破坏机理 试验研究 数值模拟 缩尺比例

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钢梁柱弱轴顶底角钢半刚性连接的抗弯特性 被引量：3

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作者 李文岭 郝际平 +3 位作者 王连坤 陈红英 张俊峰 石晶 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期106-110,共5页

为了解顶底角钢半刚性连接的抗弯特性,利用简化的斜率-位移方程推导了半刚性连接初始刚度的计算公式,根据角钢的塑性特性计算了半刚性连接的极限弯矩,进行了两类柱弱轴顶底角钢半刚性连接的抗弯试验,并利用三参数幂函数模型模拟了所研... 为了解顶底角钢半刚性连接的抗弯特性,利用简化的斜率-位移方程推导了半刚性连接初始刚度的计算公式,根据角钢的塑性特性计算了半刚性连接的极限弯矩,进行了两类柱弱轴顶底角钢半刚性连接的抗弯试验,并利用三参数幂函数模型模拟了所研究的半刚性连接的弯矩-转角曲线.结果表明,模拟结果与试验结果吻合很好,文中提出的新型连接形式具有很好的抗弯能力. 展开更多

关键词 顶底角钢连接 半刚性连接 弯矩-转角曲线 初始刚度 极限弯矩

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高层钢结构双腹板、顶底角钢半刚性连接的研究 被引量：4

3

作者 阎红伟 完海鹰 +1 位作者 程晓艳 张永生 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2003年第3期359-362,共4页

对高层建筑钢结构中采用的双腹板、顶底角钢半刚性连接进行了静力加载实验研究;针对不同尺寸的构件,研究了顶底角钢、腹板角钢、梁翼缘和腹板在荷载作用下的应力情况,确定了该种连接在静力荷载作用下的受力性能及破坏模式,得到了其M—... 对高层建筑钢结构中采用的双腹板、顶底角钢半刚性连接进行了静力加载实验研究;针对不同尺寸的构件,研究了顶底角钢、腹板角钢、梁翼缘和腹板在荷载作用下的应力情况,确定了该种连接在静力荷载作用下的受力性能及破坏模式,得到了其M—θ曲线、极限承载能力Mu、极限转角、初始刚度Kl,初步分析了影响该种连接静力性能的因素以及影响程度。 展开更多

关键词 高层建筑 钢结构 双腹板 顶底角钢 半刚性连接 静力加载实验 应力 破坏模式 静力性能

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双腹板顶底角钢梁柱连接节点滞回性能 被引量：3

4

作者 李凤霞 布欣 王新武 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第1期49-52,57,共5页

通过对双腹板顶底角钢梁柱连接原型模型进行循环荷载的试验研究,并对试验模型进行非线性有限元分析计算,全面分析了双腹板顶底角钢梁柱连接节点在循环荷载作用下的破坏机理和极限变形状态。研究了高强螺栓预紧力,角钢与梁、柱之间的接... 通过对双腹板顶底角钢梁柱连接原型模型进行循环荷载的试验研究,并对试验模型进行非线性有限元分析计算,全面分析了双腹板顶底角钢梁柱连接节点在循环荷载作用下的破坏机理和极限变形状态。研究了高强螺栓预紧力,角钢与梁、柱之间的接触压力等节点组件之间的力学特征,预紧力的变化对节点组件工作影响最大,对工程设计有重要的参考价值。 展开更多

关键词 顶底角钢 非线性分析 循环荷载 滞回特性

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端板与顶底角钢连接节点PEC柱-钢梁框架抗震性能比较 被引量：3

5

作者 赵根田 高潮 +1 位作者 宋鹤 狄昊 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2015年第5期28-34,共7页

为了对比采用端板与顶底角钢连接节点的部分包裹混凝土组合柱(partially encased composite column,即PEC柱)-钢梁框架的抗震性能,设计了四榀不同构造形式梁柱节点的平面框架,分别进行了低周往复加载,对各试件的破坏模式、滞回曲线、承... 为了对比采用端板与顶底角钢连接节点的部分包裹混凝土组合柱(partially encased composite column,即PEC柱)-钢梁框架的抗震性能,设计了四榀不同构造形式梁柱节点的平面框架,分别进行了低周往复加载,对各试件的破坏模式、滞回曲线、承载力、刚度、耗能及延性等抗震性能进行了对比。结果表明:平面框架下,部分包裹混凝土组合柱-钢梁端板及顶底角钢节点均为半刚性节点;4个框架均体现出良好的滞回性能,承载力退化稳定;端板厚度对框架及节点刚度影响明显;角钢厚度对框架承载力及耗能能力影响显著;端板节点框架的抗震性能优于顶底角钢节点。 展开更多

关键词 部分包裹混凝土组合柱 端板 顶底角钢 抗震性能

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双腹板顶底角钢连接钢框架数值分析及试验 被引量：2

6

作者 王英 完海鹰 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1224-1228,1248,共6页

文章对双腹板顶底角钢连接钢框架进行非线性有限元分析,研究了该种框架的受力及变形特点、结构的延性、刚度等性能,分析了框架节点的受力特点及各部件的应力、应变变化情况,为该种连接钢框架的周期往复荷载试验的进行提供依据;同时对双... 文章对双腹板顶底角钢连接钢框架进行非线性有限元分析,研究了该种框架的受力及变形特点、结构的延性、刚度等性能,分析了框架节点的受力特点及各部件的应力、应变变化情况,为该种连接钢框架的周期往复荷载试验的进行提供依据;同时对双腹板顶底角钢连接钢框架进行弹性阶段周期往复试验,获得其初始刚度,为后续拟动力试验提供依据。 展开更多

关键词 双腹板顶底角钢连接 非线性有限元分析 周期往复试验 初始连接刚度

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单调荷载作用下顶底角钢梁柱连接的受力性能 被引量：1

7

作者 李凤霞 布欣 王新武 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2010年第3期67-71,共5页

运用ANSYS有限元软件,建立了顶底角钢梁柱连接节点的三维有限元模型,并对模型进行了非线性有限元分析,得到了顶底角钢梁柱连接节点的承载力和极限变形状态;深入分析了高强螺栓预紧力以及角钢与梁、柱间的接触压力等节点组件之间的力学特... 运用ANSYS有限元软件,建立了顶底角钢梁柱连接节点的三维有限元模型,并对模型进行了非线性有限元分析,得到了顶底角钢梁柱连接节点的承载力和极限变形状态;深入分析了高强螺栓预紧力以及角钢与梁、柱间的接触压力等节点组件之间的力学特性,获得了试验难于测得的分析结果,可供工程设计参考。 展开更多

关键词 顶底角钢 非线性分析 单调荷载 预紧力

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带双腹板顶底角钢连接初始刚度研究 被引量：4

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作者 王新武 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2005年第4期123-125,共3页

初始连接刚度在节点刚度分类和钢结构地震分析中占有很重要的地位,因此研究连接的初始刚度很有现实意义。主要研究带双腹板顶底角钢连接初始刚度的确定方法以及影响其性能的主要因素。

关键词 带双腹板顶底角钢连接 初始刚度

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焊接H型钢PEC柱-钢梁顶底角钢连接节点滞回性能研究 被引量：1

9

作者 赵根田 周慧茹 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2016年第2期39-43,24,共6页

为了研究焊接H型钢PEC柱-钢梁顶底角钢连接节点的滞回性能,以顶底角钢连接节点为研究对象,共设计了6个试件。试件参数有高强螺栓直径、顶底角钢厚度和PEC柱翼缘厚度。通过低周反复水平荷载试验,得到了6个试件的荷载-位移曲线、位移延性... 为了研究焊接H型钢PEC柱-钢梁顶底角钢连接节点的滞回性能,以顶底角钢连接节点为研究对象,共设计了6个试件。试件参数有高强螺栓直径、顶底角钢厚度和PEC柱翼缘厚度。通过低周反复水平荷载试验,得到了6个试件的荷载-位移曲线、位移延性系数等试验结果。试验结果表明,各参数中角钢厚度对节点的滞回性能影响较大,增大角钢厚度能明显提高节点的承载力,最大增幅为35.9%,但平均位移延性系数减小了46.1%;增大螺栓直径对节点承载力提高幅度较小,最大增幅为6.6%;柱翼缘厚度对节点的承载力几乎没有影响,但减小柱翼缘厚度使节点延性提高了68.1%。焊接H型钢PEC柱-钢梁顶底角钢连接节点具有良好的滞回性能。 展开更多

关键词 PEC柱 顶底角钢连接 延性 滞回性能

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带双腹板顶底角钢连接节点的抗火性能

10

作者 王新武 代东亮 +1 位作者 梁斌 布欣 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第1期63-66,6,共4页

建立了带双腹板顶底角钢梁柱连接节点有限元分析模型,对模型进行了热-力耦合数值计算,分析了在温度和力荷载工作作用下带双腹板顶底角钢梁柱连接的承载力、温度传导和变形状态。探讨了带双腹板顶底角钢梁柱连接节点中顶底角钢、腹板、... 建立了带双腹板顶底角钢梁柱连接节点有限元分析模型,对模型进行了热-力耦合数值计算,分析了在温度和力荷载工作作用下带双腹板顶底角钢梁柱连接的承载力、温度传导和变形状态。探讨了带双腹板顶底角钢梁柱连接节点中顶底角钢、腹板、螺栓在高温环境下受力机理以及螺栓受温度影响预拉力损失规律,获得了试验难于测得的力学特性,为带双腹板顶底角钢梁柱连接在抗火性能方面的应用提供理论依据。 展开更多

关键词 热-力耦合 半刚性连接 顶底角钢 腹板角钢

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顶底角钢连接节点的低周疲劳性能分析

11

作者 柳长江 顾强 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2006年第5期152-155,共4页

本文对采用顶底角钢连接的半刚性钢梁柱连接节点进行了精细的三维非线性有限元分析,在与实验数据对比的基础上,对影响该连接性能的主要参数如角钢厚度、柱翼缘连接螺栓与梁翼缘间的距离等进行了分析,得到了其弯矩-转角曲线。

关键词 半刚性 顶底角钢 连接 弯矩-转角曲线 非线性 有限元

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双腹板顶底角钢梁柱连接受力性能分析

12

作者 李凤霞 布欣 王新武 《华北水利水电学院学报》 2010年第5期29-32,共4页

建立双腹板顶底角钢梁柱连接节点的精细有限元模型,对模型进行了非线性有限元数值计算,分析了在单调荷载作用下双腹板顶底角钢梁柱连接节点的承载力、极限变形状态、破坏机理和变形状态.深入探讨了双腹板顶底角钢梁柱连接高强螺栓的预紧... 建立双腹板顶底角钢梁柱连接节点的精细有限元模型,对模型进行了非线性有限元数值计算,分析了在单调荷载作用下双腹板顶底角钢梁柱连接节点的承载力、极限变形状态、破坏机理和变形状态.深入探讨了双腹板顶底角钢梁柱连接高强螺栓的预紧力,角钢与梁、柱之间的接触压力等节点组件之间的力学特性,获得试验难于测得的力学特性,为双腹板顶底角钢梁柱连接在工程中的应用提供理论依据. 展开更多

关键词 单调荷载 半刚性连接 顶底角钢 腹板角钢 非线性分析

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主余震作用下顶底角钢自复位梁柱节点的抗震性能研究 被引量：3

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作者 俞昊然 李维滨 +1 位作者 郎泰申 郑鑫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期238-246,共9页

为研究顶底角钢自复位梁柱节点在主余震作用下的抗震性能,通过连续的拟静力试验加载以模拟主余震作用,分析了节点的滞回性能、承载力、初始转动刚度、耗能能力、残余变形及钢绞线拉力,并通过有限元分析比较了顶底角钢半刚性节点与自复... 为研究顶底角钢自复位梁柱节点在主余震作用下的抗震性能,通过连续的拟静力试验加载以模拟主余震作用,分析了节点的滞回性能、承载力、初始转动刚度、耗能能力、残余变形及钢绞线拉力,并通过有限元分析比较了顶底角钢半刚性节点与自复位节点在重复循环荷载作用下的抗震性能。研究结果表明:顶底角钢自复位节点在主余震作用下依然具有损伤可控性,塑性变形仅存在于角钢中;相比于单独主震的情况,主余震作用会明显降低节点的耗能能力及初始转动刚度,且节点经历的主震强度越大其在余震作用下的总体抗弯能力会越低;与相同尺寸的顶底角钢半刚性节点相比,顶底角钢自复位节点在单独主震与主余震作用下的抗震能力均更优。 展开更多

关键词 自复位梁柱节点 主余震 拟静力试验 抗震性能 顶底角钢 预应力钢绞线

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顶底角钢连接半刚性梁柱钢节点的滞回性能模拟分析 被引量：3

14

作者 张逍瑶 刘永华 梁娟 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2015年第3期272-278,共7页

为了研究顶底角钢连接半刚性梁柱钢节点的滞回性能,利用ANSYS软件对该节点进行了循环荷载作用下的非线性有限元分析。分析考虑了几何、材料和接触非线性,获得了节点的应力分布、变形情况、以及连接的M-θ滞回曲线,并与试验结果进行了对... 为了研究顶底角钢连接半刚性梁柱钢节点的滞回性能,利用ANSYS软件对该节点进行了循环荷载作用下的非线性有限元分析。分析考虑了几何、材料和接触非线性,获得了节点的应力分布、变形情况、以及连接的M-θ滞回曲线,并与试验结果进行了对比。研究结果表明:顶底角钢连接节点具有良好的延性和耗能能力;ANSYS可用于模拟角钢连接半刚性节点的受力性能。 展开更多

关键词 顶底角钢 半刚性节点 滞回性能 非线性分析

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双腹板、顶底角钢半刚性连接节点的非线性有限元分析 被引量：2

15

作者 周银芬 徐伟良 《浙江工业大学学报》 CAS 2012年第2期196-200,共5页

用ANSYS有限元程序对双腹板、顶底角钢半刚性连接节点的非线性性能进行了理论分析,并将计算结果与试验结果进行了比较,两者吻合较好.通过对7个系列共23个双腹板、顶底角钢连接试件的有限元分析,重点探讨了连接的各类组件对节点力学性能... 用ANSYS有限元程序对双腹板、顶底角钢半刚性连接节点的非线性性能进行了理论分析,并将计算结果与试验结果进行了比较,两者吻合较好.通过对7个系列共23个双腹板、顶底角钢连接试件的有限元分析,重点探讨了连接的各类组件对节点力学性能的影响.结果表明:梁截面高度、顶底角钢厚度及与柱翼缘相连的顶底角钢螺栓间距对节点力学性能的影响较大;腹板角钢厚度对节点力学性能有一定的影响;柱腹板水平加劲肋、柱截面高度和螺栓直径对节点力学性能的影响较小.双腹板、顶底角钢连接梁柱节点属于典型的半刚性连接节点,建议在设计中考虑其对结构受力性能的影响. 展开更多

关键词 双腹板、顶底角钢连接 半刚性 非线性分析 M—θ曲线

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双腹板角钢-顶底角钢连接半刚性梁柱节点的滞回性能模拟分析 被引量：1

16

作者 梁娟 刘永华 张逍瑶 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2015年第3期197-203,共7页

利用ANSYS软件对双腹板角钢-顶底角钢连接半刚性梁柱节点进行了非线性有限元分析。分析考虑了几何、材料和接触非线性,获得了连接在循环荷载作用下的应力分布、塑性变形以及弯矩-转角滞回曲线,并与试验结果进行了对比。研究结果表明:双... 利用ANSYS软件对双腹板角钢-顶底角钢连接半刚性梁柱节点进行了非线性有限元分析。分析考虑了几何、材料和接触非线性,获得了连接在循环荷载作用下的应力分布、塑性变形以及弯矩-转角滞回曲线,并与试验结果进行了对比。研究结果表明:双腹板角钢-顶底角钢连接梁柱节点具有稳定的滞回性能、良好的延性和耗能能力;ANSYS可用于模拟角钢连接半刚性节点的受力性能。 展开更多

关键词 半刚性连接 顶底角钢 腹板角钢 滞回性能 接触分析

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基于带肋角钢的装配混凝土柱-钢梁连接节点抗震性能试验研究 被引量：5

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作者 舒兴平 张晗 张再华 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期2626-2634,共9页

为研究基于带肋角钢的装配混凝土柱−钢梁连接节点的抗震性能,设计制作4个框架中部十字型梁柱节点试件并进行拟静力试验研究。分析梁柱截面尺寸,梁端螺栓数量以及角钢尺寸等因素对承载力、耗能能力、强度退化、刚度退化、延性以及破坏模... 为研究基于带肋角钢的装配混凝土柱−钢梁连接节点的抗震性能,设计制作4个框架中部十字型梁柱节点试件并进行拟静力试验研究。分析梁柱截面尺寸,梁端螺栓数量以及角钢尺寸等因素对承载力、耗能能力、强度退化、刚度退化、延性以及破坏模式的影响。研究结果表明:低周往复荷载作用下该类型节点的破坏模式以混凝土核心区受剪破坏为主,同时角钢加劲肋及钢梁发生了不同程度屈曲。试件滞回曲线呈现出与现钢筋凝土节点相似的捏缩现象,试件延性及耗能能力略高于钢筋混凝土节点。所有试件强度退化系数变化幅度较小,在0.8~1.0之间。该节点具有良好的承载力,耗能能力以及延性,但需要对节点核心区混凝土承载力进行进一步优化。 展开更多

关键词 装配式混合结构 带肋顶底角钢 框架中柱节点 拟静力试验 抗震性能

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角钢厚度对半刚性梁柱连接性能影响研究 被引量：1

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作者 李凤霞 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2012年第4期63-68,共6页

运用有限元ANSYS软件和欧洲规范EUROCODE3给出的钢材在高温环境下的热物理及力学特性参数,建立了3个不同顶底角钢厚度的带双腹板顶底角钢梁柱连接的有限元分析模型。运用热-力耦合分析方法,对双腹板顶底角钢梁柱连接在高温下的抗火性能... 运用有限元ANSYS软件和欧洲规范EUROCODE3给出的钢材在高温环境下的热物理及力学特性参数,建立了3个不同顶底角钢厚度的带双腹板顶底角钢梁柱连接的有限元分析模型。运用热-力耦合分析方法,对双腹板顶底角钢梁柱连接在高温下的抗火性能进行了深入研究,探讨了顶底角钢厚度变化对连接在高温环境下受力机理以及螺栓预紧力受温度影响的规律,所得结果对该类节点的抗火设计具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 热-力耦合 双腹板顶底角钢连接 抗火

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PEC柱-型钢梁半刚性框架抗震性能试验研究 被引量：4

19

作者 赵根田 周慧茹 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第29期169-173,共5页

为了研究PEC柱(partially encased concrete column)-型钢梁半刚性框架的受力特点、滞回性能、延性及破坏模式,对PEC柱-型钢梁顶底角钢连接的半刚性框架进行了低周反复荷载试验。试验共设计了三个框架,参数为轴压比和螺栓边距。通过试... 为了研究PEC柱(partially encased concrete column)-型钢梁半刚性框架的受力特点、滞回性能、延性及破坏模式,对PEC柱-型钢梁顶底角钢连接的半刚性框架进行了低周反复荷载试验。试验共设计了三个框架,参数为轴压比和螺栓边距。通过试验数据得到了此类框架的滞回曲线、刚度退化、延性系数等抗震性能指标,分析了顶底角钢节点的初始转动刚度。试验结果表明:增大轴压比可以提高半刚性框架的极限承载力,承载力提高了8.9%;但延性有所降低,平均位移延性系数减小了37.9%;减小螺栓边距可以提高节点初始刚度,减缓刚度退化,增加框架延性;PEC柱-型钢梁顶底角钢连接的半刚性框架滞回曲线饱满,具有良好的抗震性能。 展开更多

关键词 半刚性框架 顶底角钢连接 滞回性能 初始转动刚度 延性

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钢梁-混凝土剪力墙新型连接节点的抗震性能研究 被引量：2

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作者 刘坚 潘澎 李东伦 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第S1期65-69,共5页

运用非线性有限元,对纯钢框架梁柱节点和钢梁-混凝土剪力墙的顶底角钢半刚性节点的滞回性能进行研究,分析对比两者的滞回性能区别。研究表明:顶底角钢半刚性节点在循环荷载下具有较好的延性和滞回性能;角钢厚度对节点的滞回性能影响明显... 运用非线性有限元,对纯钢框架梁柱节点和钢梁-混凝土剪力墙的顶底角钢半刚性节点的滞回性能进行研究,分析对比两者的滞回性能区别。研究表明:顶底角钢半刚性节点在循环荷载下具有较好的延性和滞回性能;角钢厚度对节点的滞回性能影响明显;钢梁-混凝土剪力墙半刚性节点的耗能能力和滞回性能比纯钢框架梁柱节点的性能有明显提高。 展开更多

关键词 顶底角钢 钢梁 混凝土剪力墙 半刚性节点 抗震性能

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