博碩士論文 101322018 詳細資訊




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姓名 林晉丞(Chin-Cheng Lin)  查詢紙本館藏   畢業系所 土木工程學系
論文名稱 具可替換性之鋼管與鋼梁接合耐震行為研究
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摘要(中) 鋼管抗彎構架系統中,梁柱接頭之韌性與強度為影響構架耐震性能的關鍵因素,結構耐震設計應符合「小震不壞、中震可修、大震不倒」之原則,在內橫隔板不易施作之情況下,本研究研擬以外橫隔板托梁與加勁板之組合設計梁柱接頭,藉由配置不同尺寸之可替換切削接合板於托梁與鋼梁交界處,形成消能機制以改善鋼管抗彎接頭之承載效能,研究中以一系列反覆載重試驗,評估此設計之耐震性能。研究結果顯示,此鋼管抗彎接頭在加勁板之組合作用下,因其受力面積變大,接頭承載性能穩定,不僅梁柱交會區與外橫隔板均可保持彈性,應用可替換接合板之構架,其可有效控制塑角於切削段上,構架強度亦可維持破壞模式為梁控制構架之0.8倍。另就不同寬厚比、不同之接合板而言,鋼板切削斷面有效面積越大者,其強度與消能量亦越大。上述研究結果證實,具可替換接合板之鋼管與鋼梁接合,為耐震工程之可行設計。
摘要(英) This study focused on the experimental evaluation of the seismic performance of modified steel tube column to wide-flange beam connections. The proposed design method combined external diaphragm, stiffened stub beam and reduced-section splice plates. A series of cyclic loading tests were conducted on the beam-to-column connections with various splice plates. It was found from the test results that connections exhibited stable hysteretic behavior during the loading process. Yielding and buckling was only observed at the reduced-section splice plates. Effective strength of the beam-to-column connections was sustained. Significant energy dissipation capability of the connections was guaranteed when splice plates with adequate dimensions were adopted. The test results justified the applicability of the proposed method to the earthquake-resistant designs.
關鍵字(中) ★ 鋼管抗彎接頭
★ 外橫隔板
★ 可替換接合板
★ 耐震設計
關鍵字(英) ★ Beam-to-column connection
★ External diaphragm
★ Reduced splice plate
★ Seismic performance
論文目次 摘要i
ABSTRACTii
誌謝iii
目錄v
表目錄x
圖目錄xi
照片目錄xix
第一章 緒論1
1-1 前言1
1-2 研究動機與目的3
1-3 研究方法與內容4
1-4 論文構架5
第二章 文獻回顧6
2-1 前言6
2-2 梁柱接頭文獻回顧6
2-2-1 蓋板補強式接頭相關研究6
2-2-2 梁擴翼式補強型接合8
2-2-3 鋼骨梁柱梁翼內側加勁補強接頭相關研究9
2-2-4 橫隔板梁柱接頭相關研究10
2-2-5 托梁式梁柱接頭相關研究12
2-3 消能鋼板相關研究13
第三章 設計闡述檢核與有限元素模擬評析14
3-1 前言14
3-2 外橫隔板設計流程14
3-2-1 強柱弱梁之檢核14
3-2-2 外橫隔板之設計公式15
3-3 接合板設計細節17
3-4 有限元素分析軟體介紹21
3-4-1 ABAQUS/Standard分析模組22
3-4-2 ABAQUS/CAE前後處理模組22
3-5 有限元素模型分析流程與建置23
3-5-1 部件模組(Part)24
3-5-2 組裝模組(Assembly)24
3-5-3 屬性模組(Property)25
3-5-4 分析步模組(Step)25
3-5-5 交互作用模組(Interaction)26
3-5-6 負載模組(Load)26
3-5-7 網格模組(Mesh)27
3-5-8 作業模組(Job)27
3-5-9 結語28
3-6 外橫隔板托梁鋼管接頭之模擬評析28
3-6-1 分析程序28
3-6-2 強柱弱梁比之檢核29
3-6-3 梁柱接頭交會區剪力強度檢核29
3-6-4 交會區厚度比較30
3-6-5 外橫隔板厚度設計32
3-6-6 外側三角加勁板及內側矩形加勁板之設置33
3-6-7 接合板之簡化模擬34
3-6-8 分析結論34
3-7 鋼管柱與鋼梁接頭之檢核35
3-7-1 腹板剪力強度與厚度之設計檢核36
3-7-2 強柱弱梁檢核37
3-7-3 接頭強度檢核範例38
第四章 實驗規劃與流程41
4-1 前言41
4-2 實驗規劃與參數41
4-2-1 實驗規劃與編號41
4-2-2 實驗參數42
4-3 材料試驗43
4-4 試體製作43
4-4-1 試體製作細節43
4-4-2 製作流程建議44
4-5 實驗設備45
4-6 實驗方法46
4-6-1 量測系統46
4-6-2 梁柱交會區(Panel Zone)剪力變形量47
4-6-3 試體組裝48
4-7 加載歷程49
第五章 實驗觀察與討論50
5-1 前言50
5-2 鋼管抗彎接頭試驗(AN與BN)50
5-2-1 僅內側加勁之外橫隔板托梁鋼管抗彎接頭(AN)50
5-2-2 具外側三角加勁板之外橫隔板托梁鋼管接頭(BN)51
5-2-3 鋼管抗彎接頭試驗(AN與BN)小結52
5-3 配置可替換接合板鋼管抗彎接頭試驗(AR)52
5-3-1 AR150x14 52
5-3-2 AR140x15 54
5-3-3 AR180x12 55
5-3-4 AR160x14 56
5-3-5 AR150x15 57
5-3-6 配置可替換接合板鋼管抗彎接頭試驗(AR)小結58
5-4 配置可替換接合板鋼管抗彎接頭試驗(BR)59
5-4-1 BR150x14 59
5-4-2 BR140x15 60
5-4-3 BR180x12 61
5-4-4 BR160x14 62
5-4-5 BR150x15 63
5-4-6 配置可替換接合板之鋼管抗彎接頭試驗(BR)小結64
第六章 結果分析與比較65
6-1 前言65
6-2 結構承載行為分析65
6-2-1 梁柱交會區受力關係65
6-2-2 彎矩和曲率關係67
6-2-3 有無三角加勁板之外擴板受力關係69
6-3 強度分析69
6-4 勁度分析71
6-5 消散能量分析71
第七章 結論與建議73
7-1 結論73
7-2 建議74
參考文獻75
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指導教授 許協隆(Hsieh-Lung Hsu) 審核日期 2015-5-25
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