具斜撐構材之圓形鋼管混凝土柱與基礎接合耐震行為

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姓名

余正義(Cheng-Yi Yu) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

具斜撐構材之圓形鋼管混凝土柱與基礎接合耐震行為
(Seismic Behavior of Braced Circular Concrete-Filled Tubes and Column Base Connection)

相關論文

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摘要(中)

本研究探討含斜撐構材之鋼管混凝土柱基礎接合耐震行為，藉由七組試體之軸向力與側向力組合載重試驗，探討埋置深度(Depth)、錨定螺桿(Anchor bolts)及錨定頭型加強鋼筋(T-headed bars)等參數與含斜撐柱基礎接合行為之關係。
研究結果顯示，含斜撐之柱基礎因斜撐加入致使基礎主要受軸向力控制，而非一般由彎矩控制，軸向拉力對基礎耐震行為之影響較其受軸向壓力時為大。當基礎受拉時，基礎內之三種抵抗機制將同時承受力量。當基礎埋置深度不足時，基礎混凝土會以應力錐型式碎裂，此時錨定頭型加強鋼筋會因無混凝土媒介，以致無法發揮其強度，然因錨定螺桿與鋼管混凝土柱底板之接合作用，基礎仍可繼續發揮其抗拉強度。實驗結果亦顯示，錨定頭型加強鋼筋與錨定螺桿對基礎強度發揮之貢獻，隨埋置深度增加而減低。

摘要(英)

Concrete-filled tubes (CFT) have been studied for years, and have been proven to be effective structural forms that possess significant strength and ductility. Such performance is achieved through interaction between the steel and the concrete, because occurrence of tube buckling is delayed by in-filled concrete support and the compressive strength of concrete is also enhanced by the tube confinement. Current studies on the behavior of CFT are mostly focused on their compressive or beam-column responses. Information on the behavior of their column base connections is still limited. This study is focused on the evaluation of column base connection with brace member one side of the column.
Test results show that the seismic performance of column base connections with braces is governed by the combined lateral and axial tension. Resistance of base connection can be evaluated by the strength sum of the three component mechanisms: concrete bearing, anchor bolts and T-headed bars. Foundation concrete was found to fail in stress cone when insufficient CFT embedded depth was adopted. It is also found that strength requirements for T-headed bars and anchor bolts reduce when the embedded depths increase.

關鍵字(中)

★ 鋼管混凝土
★ 斜撐
★ 柱基礎設計
★ 耐震行為

關鍵字(英)

★ concrete-filled tubes
★ braces
★ column base desig

論文目次

第一章緒論 1
1.1 動機與目的 1
1.2 研究方向與內容 2
第二章文獻回顧 6
2.1 相關研究 6
2.2 鋼管混凝土構件設計規範 11
2.2.1 美國ACI規範 11
2.2.2 美國AISC-LRFD規範 12
2.2.3 日本AIJ規範 15
2.3 鋼柱與基礎接合設計相關規定 18
2.3.1 柱底板設計 18
2.3.1.1 AISC-ASD規範 19
2.3.1.2 AISC-LRFD規範 20
2.3.2 鋼柱錨定螺栓設計 22
第三章實驗規劃與流程 24
3.1 實驗規劃 24
3.1.1 實驗規劃 24
3.1.2 實驗參數與編號說明 24
3.2 試體製作與材料實驗 25
3.2.1 試體製作 25
3.2.2 材料實驗 26
3.3 試體裝置與實驗 26
3.3.1 實驗設備及量測儀器 26
3.3.2 實驗方法 28
第四章實驗觀察與比較 30
4.1 試體觀察 30
4.1.1 第一階段實驗 30
4.1.2 第二階段試驗 33
4.2 討論與比較 37
第五章實驗結果分析與討論 39
5.1 試體整體分析與比較 39
5.1.1 水平力與側位移角關係曲線 39
5.1.2 撓曲剛度與基礎配置關係 41
5.1.3 彎矩與曲率關係曲線 43
5.1.4 性軸位置變化圖 44
5.2 接合強度分析 46
5.2.1 含斜撐時柱基礎接合之強度分析 46
5.2.2 移除斜撐後柱基礎接合之強度分析 48
第六章結論與建議 49
6.1 結論 49
6.2 建議 50
參考文獻 51
附表 53
附圖 57
附照片 98

參考文獻

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2.Furlong, R. W.（1968）, “Design of steel-encased concrete beam-columns”, Joumal of the Structural Division, ASCE, Vol. 94, ST1.
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5.Pertold, J., Xiao, R.Y. and Wald, F.（2000）, “Embedded steel column bases Ⅱ.Design model proposal “, J. Construct. Steel Res., 56, pp. 271-286.
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7.Sheng, N. ,Yam, C.H and Iu, V.P. (2002), “Analytical invertigation and the design of the compressive strehgth of steel gusset plate connections”, Journal of Constructional Steel Research, 58, pp. 1473-1493.
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17.林育詳（2001），“中空雙鋼管混凝土柱與基礎接合耐震行為研究”，國立台灣大學土木工程研究所碩士論文，蔡克銓教授指導。
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19.林煥文（2002），“鋼管混凝土柱基礎耐震行為研究”，國立中央大學土木工程研究所碩士論文，許協隆教授指導。

指導教授

許協隆(Hsieh-Lung Hsu)

審核日期

2004-1-15

推文