多層多跨隅撐鋼結構之耐震性能研究

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姓名

陳鈺霖(Yu-lin Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

多層多跨隅撐鋼結構之耐震性能研究
(Performance of Multi Story and Bay of Knee Brace Resisting Frame)

相關論文

★ 隅撐鋼結構耐震性能研究	★ 含斜拉鋼筋之中空複合構件於三維載重下之耐震行為
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摘要(中)

本研究針對具挫屈控制機制隅撐之多層多跨隅撐抗彎構架進行反覆載重試驗，以界定其耐震性能。由研究結果可知，隅撐構件尺度大小對隅撐抗彎構架影響甚劇，隅撐挫屈強度越大，構架系統之強度、勁度將有所提高，若配置挫屈強度過大之隅撐構件，則構架系統強度將由梁構件之破壞控制，因此適當隅撐挫屈強度配置，方能得到較佳之耐震性能。而隅撐構件發生挫屈時機與構架行為有關，若過早發生挫屈，則對系統之強度及勁度提升將有限。實驗結果亦發現，不同樓層配置隅撐挫屈強度差異較大之隅撐構件於構架中，構架系統於隅撐構件挫屈後，其強度折減率也較高，故加入隅撐構件於多層構架系統中，配置挫屈強度相近之隅撐構件應為較佳之選擇。

摘要(英)

This study focus on the seismic performance through the cyclic loading test of controllable bucking mechanism of multi-layer and multi-span knee brace resisting frame. As shown in the result, the scale of knee braces highly influences its knee bracing frame. The higher strength the buckling of knee braces is,the higher strength and stiffness of frame system increases. If the over-strength buckling of knee braces are deployed, the strength of frame system will be controlled by damage of beam element. Therefore, an appropriate strength of buckling of knee braces should be employed to generate the better seismic performance. However, the timing resulting in occurrence of buckling of knee braces is connected with frame behavior. Provided that the buckling of knee braces occurs earlier, the strength and stiffness of system will be constrained. The finding also indicates that if the wide range of strength scale of buckling is deployed in frame system among different layers, it leads to high discount rate. It is therefore add buckling of knee braces in the multi-layer frame system. Also, the similar strength of buckling of knee brace is preferable in multi-layer frame system.

關鍵字(中)

★ 耐震設計
★ 挫屈控制機制
★ 多層多跨隅撐構架

關鍵字(英)

★ seismic design
★ controllable buckling mechanism
★ multi-layer and multi-span knee brace resisting

論文目次

摘要 I
ABSTRACT ...... II
誌謝 .... III
目錄 ..... V
表目錄 ........ X
圖目錄 .......XI
照片目錄 ........ XV
第1 章緒論 .... 1
1.1 前言 .......1
1.2 研究動機 ...... 2
1.3 研究內容 ...... 4
1.4 論文架構 ...... 4
第2 章文獻回顧 ... 6
2.1 國內外相關研究 . 6
2.1.1 抗彎構架系統 ...... 6
2.1.2 梁柱接頭相關研究 ..... 7
2.1.3 斜撐構架相關研究 ..... 8
2.1.4 隅撐構架相關研究 ..... 9
2.1.5 端板栓接相關研究 ... 10
2.2 鋼結構設計相關規定 ..... 10
2.2.1 強柱弱梁設計[27] .... 10
2.2.2 柱強度要求[27] . 11
2.2.3 梁斷面要求[27] . 12
2.2.4 梁柱腹板交會區設計[27] ...... 12
2.2.5 柱之有效長度係數[1] ..... 13
2.2.6 AISC-ASD 對壓力構件之設計規範[28] .... 14
2.2.7 AISC-LRFD 對壓力構件之設計規範[29] .. 14
第3 章理論分析與有限元素模型建構 16
3.1 構架勁度及強度分析 ..... 16
3.1.1 線性階段分析 .... 16
3.1.2 多層多跨構架勁度與隅撐構件尺度之關係： 16
3.1.3 非線性分析 . 17
3.2 隅撐構架降伏位移及韌性 .... 18
3.3 有限元素分析 ... 19
3.3.1 ABAQUS/Standard 分析模組 . 19
3.3.2 ABAQUS/CAE 前後處理模組 ...... 20
3.4 有限元素分析模型建置 . 21
3.4.1 部件模組 (Part) . 22
3.4.2 組合模組 (Assembly) ..... 22
3.4.3 屬性模組 (Property) 22
3.4.4 交互作用模組 (Interaction) .. 23
3.4.5 分析步模組 (Step) ... 23
3.4.6 負載模組 (Load) ...... 24
3.4.7 網格模組 (Mesh) ..... 25
3.4.8 作業模組 (Job) . 25
3.5 結語 ..... 26
第4 章實驗規劃與流程 ... 27
4.1 前言 ..... 27
4.2 實驗規劃 .... 27
4.2.1 研究參數 ..... 27
4.3 詴體編號 .... 28
4.3.1 詴驗群組 ..... 28
4.4 詴體製作 .... 30
4.5 實驗設備 .... 31
4.6 實驗方法與步驟 ...... 32
4.6.1 雙層單跨抗彎構架系統(MRF) .... 32
4.6.2 具面內挫屈控制機制雙層單跨隅撐構架系統 33
4.6.3 具面內挫屈控制機制雙層雙跨隅撐構架系統 34
4.7 加載方式 .... 35
第5 章實驗觀察與比較 ... 36
5.1 前言 ..... 36
5.2 抗彎構架詴驗(Moment Resisting Frame,MRF) ...... 36
5.3 具挫屈控制機制雙層單跨隅撐構架詴驗 . 37
5.3.1 上層隅撐:303D 下層隅撐:353D . 37
5.3.2 上層隅撐:303D 下層隅撐:404D . 38
5.3.3 上層隅撐:353D 下層隅撐:404D . 40
5.3.4 具挫屈控制機制雙層單跨隅撐構架詴驗小結 41
5.4 具挫屈控制機制雙層雙跨隅撐構架詴驗 . 41
5.4.1 上層隅撐:252.5D 下層隅撐:252D ..... 41
5.4.2 具挫屈控制機制雙層雙跨隅撐構架式驗小結 43
5.5 詴體破壞模式 ... 43
5.6 結語 ..... 44
第6 章實驗結果分析與討論 .. 46
6.1 前言 ..... 46
6.2 構架強度分析 ... 46
6.2.1 雙層單跨之抗彎構架詴驗與隅撐抗彎構架詴驗比較 .. 46
6.2.2 不同尺度隅撐構件配置之隅撐構架比較 ........ 47
6.2.3 不同挫屈強度隅撐構件配置之隅撐構架比較 .......48
6.3 構架勁度分析 ... 49
6.4 挫屈控制隅撐有效長度係數K 之界定 .... 50
6.5 隅撐切削尺度與樓層承載行為關係 .. 51
6.5.1 303D353D 雙層單跨隅撐抗彎構架 ..... 51
6.5.2 303D404D 雙層單跨隅撐抗彎構架 ..... 52
6.5.3 353D404D 雙層單跨隅撐抗彎構架 ..... 52
6.6 詴體消散能量分析 .. 53
6.7 隅撐尺度與梁柱接頭受力關係 ... 54
6.8 有限元素分析與比較 ..... 56
6.9 結語 ..... 57
第7 章結論與建議 .... 58
7.1 結論 ..... 58
7.2 建議 ..... 59
參考文獻 ... 60

參考文獻

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指導教授

許協隆(Hsieh-Lung Hsu)

審核日期

2011-8-20

推文