博碩士論文 963202005 詳細資訊




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姓名 彭志鴻(Chih-Hung Peng)  查詢紙本館藏   畢業系所 土木工程學系
論文名稱 應用不同尺度隅撐之鋼結構耐震性能研究
(Seismic behavior of framed structure accounting for the size effect of knee braces)
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摘要(中) 本研究針對傳統之抗彎構架、依AISC 建議接合方式設計之隅撐
抗彎構架,及具不同控制機制隅撐之隅撐抗彎構架進行反覆載重實驗
,以界定其耐震性能,並探討隅撐搭配控制機制之可行性。從研究結
果中可得知,隅撐抗彎構架中,若加大隅撐尺度則強度將提高,然若
隅撐挫屈強度過大致其無法達挫屈階段,則結構強度改由梁構件控制
,因此過大之隅撐配制並無必要。由實驗結果亦發現,隅撐挫屈之發
生位移比亦與構架行為有關,若其過早發生,則結構強度及勁度提升
有限;另隅撐構件之降伏強度則與隅撐挫屈後構架之承載性能有關。
由構架之承載性能之比較中亦得知,配制控制機制隅撐之構架與依
AISC 建議設計接合板之構架相當,故控制機制隅撐應用於隅撐抗彎
構架有其可行性。本研究中亦以有限元素軟體ABAQUS 建立分析實
驗模型,分析結果顯示,隅撐抗彎構架結構行為模擬時,其建議之隅
撐初始變位可為其長度之千分之二。
摘要(英) This study focused on the experimental evaluation of knee-braced
moment resisting frames. A series of cyclic loading tests were conducted
on the special moment resisting frames and knee-braced frames with
various knee brace arrangements. It was found from the tests that the
strength and energy dissipation capacity of the knee-braced frames were
larger than those of the moment resisting frames. Test results also showed
that the structural responses were closely related to the dimensions of the
knee braces. For knee-braced frames with excessive brace strength, the
failure patterns of structures were governed by the lateral-buckling of the
beams. This incurred major damage in the structural components that was
inadequate in effective structural designs. Comparisons on the hysteretic
behavior between the results from experiments and from ABAQUS
simulations indicated that good correlation could be achieved when an
initial imperfection of 2/1000 of knee brace length was considered.
關鍵字(中) ★ 耐震設計
★ 有限元素分析
★ 隅撐鋼結構
關鍵字(英) ★ Seismic resistant design
★ Finite element analysis
★ Knee-braced frames
論文目次 摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
表目錄 viii
圖目錄 ix
照片目錄 xiii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 1
1.3 研究目的與內容 2
1.4 論文架構 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 相關研究 4
2.2 設計規範 5
2.2.1 柱之有效長度係數 5
2.2.2 AISC-ASD對壓力構件之設計規範 5
2.2.3 AISC-LRFD對壓力構件之設計規範 6
2.2.4 AISC對接合板設計規範 7
第三章 理論分析與有限元素模擬 8
3.1 切削隅撐挫屈應力推導 8
3.1.1 柱的現代設計理論 8
3.2 有限元素模擬 10
3.2.1 元素模型及網格之建立 10
3.2.2 模擬之基本假設 11
3.2.3 材料性質之建立 11
3.2.4 試體接合、邊界束制與加載方式 12
3.2.5 結構破壞模式模擬 12
第四章 實驗規劃與流程 13
4.1 實驗規劃 13
4.1.1 實驗規劃 13
4.1.2 試體編號及參數 13
4.2 試體製作及材料試驗 14
4.2.1 實驗試體 14
4.2.2 側撐系統 14
4.3 試體裝置與試驗方法 15
4.3.1 實驗設備及量測儀器 15
4.3.2 試驗方法 16
第五章 實驗觀察與比較 19
5.1 試驗觀察 19
5.1.1 抗彎構架試驗(MRF) 19
5.1.2 隅撐抗彎構架試驗(KB-2t) 20
5.1.3 配置控制機制之隅撐抗彎構架試驗 20
5.2 比較與討論 23
5.2.1 破壞模式 23
5.2.2 切削隅撐有效長度係數K之選定 23
第六章 實驗結果分析與討論 24
6.1 隅撐尺度與整體構架行為分析 24
6.1.1 隅撐尺度與梁柱相對轉角關係 24
6.1.2 切削隅撐與面外變形之分析 25
6.2 隅撐尺度與強度影響分析 26
6.3 具挫屈隅撐之構架遲滯行為模擬 28
6.4 能量分析 29
6.5 具挫屈控制機制隅撐之強度評估 30
6.6 隅撐切削之設計建議 31
6.6.1 基本假設 31
6.6.2 切削隅撐承載軸力與梁構件彎矩關係評估 32
6.6.3 切削隅撐與梁彎矩關係評估 34
第七章 結論與建議 36
7.1 結論 36
7.2 建議 37
參考文獻 38
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[19] 簡錫雲(2001),「應用隅撐抗彎構架石化廠房耐震行為研究」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,許協隆教授指導。
[20] 蔡青宜 (2008),「實尺寸梁層特殊同心協撐鋼構架試驗與分析研究」,國立台灣大學工學院土木工程學系碩士論文,蔡克銓教授指導。
指導教授 許協隆(Hsieh-Lung Hsu) 審核日期 2009-7-29
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