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中心技術報告

NCREE-2005-001

時間 2005-03-01
標題 實尺寸三層樓挫屈束制支撐CFT柱構架擬動態試驗行為與分析
作者 [蔡克銓] [蕭博謙]
摘要 經過近幾年來對於挫屈束制支撐(BRB)之相關研究,可以證實此種消能斜撐確實為一種十分有效的耐震消能元件。因其在受壓時並不會產生挫屈的現象,所以在反覆加載之下可以產生相當飽滿的遲滯迴圈行為,同時消散大量的能量。近幾年來在台灣、日本與美國此種斜撐皆已漸漸被廣泛的使用。 但在過去的相關研究當中,挫屈束制支撐往往是以單軸拉壓的方式進行構件試驗,而在構架試驗方面略顯不足。此外,若要能夠真實反應出斜撐於結構物中不同樓層之行為,採用一樓一跨的試驗模式已不足夠,必須以三層樓之構架來進行試驗才能更確實的呈現出真實結構之行為。 因此,本研究即為一個實尺寸三層樓之挫屈束制支撐構架試驗,希望透過如此的試驗更加了解挫屈束制支撐於結構中之行為。而本研究的主要項目有:1)探討整體構架之行為,將試驗結果與分析軟體所預測之結果以誤差分析的方式作比較,且進一步改善預測分析之模型,以建立更準確之解析模型,可提供未來分析模擬之參考。2)檢討挫屈束制支撐於構架當中是各項行為表現,包括接合板之行為與分析、斜撐消能情形、斜撐累積塑性韌性表現、斜撐端部轉角、不平衡力與斜撐韌性等。3)以構件試驗的方式,研究新式脫層材料與脫層厚度對挫屈束制支撐之行為影響。希望透過本次的試驗與分析結果,提供未來相關研究與相關規範之參考依據。 試驗過程當中發現斜撐之接合板在未加勁之下會產生挫屈的現象,而在加勁過後挫屈現象便受到有效的控制,分析中發現亦可以縮短斜撐端部與所接梁柱之距離來避免接合板挫屈的發生。除此,挫屈束制支撐於構架中行為表現良好,除在構架中承受約八成之樓層剪力之外,能夠消散大部分的地震能量,且斜撐壽命十分長久,可承受多次地震而不破壞。於構架當中斜撐確實有產生端部轉角的情形,而本文以一幾何的方式可推估出此端部轉角量,可供預測轉角之用。此外,新式脫層材料研究中,發現脫層材料之厚度為影響斜撐拉壓差之主要因素,且證實瀝青材料在適當之脫層厚度比之下確實為一有效之脫層材料,可取代過去之矽膠,而大幅減低製作之成本與施工之困難度。
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