| 時間 |
2010-12-30 |
| 標題 |
特殊同心斜撐構架之斜撐構材耐震性能 |
| 作者 |
[陳誠直]
[林南交]
[湯偉乾]
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| 摘要 |
特殊同心斜撐構架 (Special concentrically braced frame, SCBF) 於強震區域是一種可有效地抵抗地震力之構架系統。不同於一般的抗彎矩構架，SCBF的非彈性變形源自斜撐受軸拉力作用降伏和受壓產生整體或局部挫屈，斜撐構材力量則透過接合板傳遞至梁、柱桿件。
本研究之目的在建立H-型斷面斜撐與接合板之遲滯行為，探討其強度與遲滯迴圈。研究方法採用非線性之有限元素分析，建立數值模型，以接合板與斜撐構材之拉力強度比值 ( ) 、偏移區域長度 (LC) 與接合板有效寬度 (W) 等3組參數進行探討斜撐與接合板接合之非彈性行為；藉由有限元素分析之參數研究結果以規劃試驗計劃，設計6組試體，試體參數除分析採用參數外並包含偏移區域型式 (LC/EC)，以進行往復載重試驗，以探討接合板細節於遲滯行為之影響。
有限分析結果顯示，增大強度因子參數 可促使斜撐整體挫屈強度與消散能量之提昇。參數 則顯示2t之偏移區域長度已足夠提供斜撐端部之旋轉。接合板寬度 增大下，接合板受力面積增加，較不易有應力集中產生，又相對縮短斜撐長度，於整體強度有些許提昇。試驗結果顯示6組試體皆具穩定非線性行為與消散能量之能力，具線性與橢圓偏移之梯形接合板皆可穩定傳遞斜撐構材力量，其遲滯迴圈可達5%至6%弧度之層間變位角。試體之斜撐構材面外變形量可達斜撐構材長度15%，而接合板則可提供2.5%斜撐構材長度之面外變形量，然而H-型斜撐構材挫屈後強度衰減較劇。4組具橢圓偏移 (EC) 試體皆有接合銲道處之接合板產生局部開裂行為，但非脆性破壞，亦指出這些地方可能有著應力集中現象。
本研究所發展之梯形接合板經數值模型分析與實體載重試驗可知其已具備力量傳遞與提供斜撐構材端部凹折之能力，並可使斜撐構材於受擬地震力作用下產生受壓挫屈、受拉降伏行為，以穩定的消散地震能量，所提出之研究設計參數應可以作為接合板設計之指標。
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| 關鍵字 |
特殊同心斜撐構架,斜撐,梯形接合板,挫屈,有限元素分析 |
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中心技術報告