鍾立來吳賴雲臺灣大學：黃大華2007-11-252018-07-092007-11-252018-07-092004http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/50485第一篇 摘要 有鑑於傳統鋼筋混凝土結構與鋼結構之缺點，複合構造強度高、勁度大、施工容易且快速，品質較佳等優點，已成為先進國家研發建築系統之主流。鋼管混凝土柱和傳統結構建物一樣，運用關鍵在於梁柱接頭區施工難易度與抗震表現，吾人希望提供施工便利、品質易控制，同時強度、勁度、韌性均合乎韌性設計要求之接頭設計，供工程師參考。鋼管混凝土最常見的斷面為矩形與圓形斷面兩種，其中又以圓形斷面之力學行為較佳，但在實際應用上卻十分有限，原因乃由於圓形鋼管混凝土梁柱接合在施工與設計上較為困難，另外對於圓形鋼管混凝土之力學行為不易掌握為其主要因素。 目前理想的設計取向為工廠焊接、工地栓接之施工方式，吾人嘗試以螺栓貫穿梁柱交會區的方式來設計圓形鋼管混凝土之梁柱接頭，在之前的研究中此種接合方式應用於圓形鋼管混凝土柱，在交會區有發生破壞，故修改之前的設計再次的進行試驗。有鑑於目前梁柱接頭試驗皆以梁柱中心線共線且試體對稱來做研究，實際建築結構設計中則有可能因為土地形狀、空間設計、建築美感等等需求，使梁柱中心線不能共線，不對稱而產生偏心問題，嘗試對於此偏心結構進行試驗，礙於試驗構架設計與試驗之困難度，吾人僅以單邊翼翅擴板之方式來模擬此問題。 研究後發現，螺栓式接頭之塑性轉角符合規範之要求，且韌性相當良好，交會區強度足夠發展梁塑鉸。以單邊翼翅擴板模擬結構偏心影響之試體，除了梁受力較不均勻試驗後期有側向挫屈外，接頭之韌性與雙邊擴板相同，塑性轉角也符合規範之要求。 第二篇 摘要 有鑑於傳統鋼筋混凝土結構與鋼結構之缺點，複合構造強度高、勁度大、施工容易且快速，品質較佳等優點，已成為先進國家研發建築系統之主流。國家地震工程研究中心為了結合國外研究資源並提升國內在此領域之研究水準，乃推動中、美、日三國共同合作計劃，進行有關「鋼骨與混凝土複合構造之性能設計」之大型研究計劃，計劃中將進行鋼管混凝土結構實尺寸，三跨度三層樓平面斜撐構架之耐震實驗，在構架之中間跨有加入挫屈束制斜撐，然而在此大型構架試驗之前，有必要先瞭解此構架中子結構之耐震行為，故本研究取此結構梁、柱反曲點間之十字形構架(含挫屈束制斜撐)來進行實驗。 本研究之試體乃取自於三層樓CFT構架試驗之一個節點來當做子結構試驗之試體。試體有二支分別採用螺栓式接合與內橫隔板式接合方式，其中螺栓式接頭系採用高拉力螺栓(A490)將焊接於端板上的梁與柱緊密的結合，利用螺栓貫穿交會區來傳遞力量。內橫隔板式接頭則採用橫隔板貫穿交會區的方式來傳遞彎矩，而梁與橫隔板的接合方式乃採用焊接的方式進行，剪力的傳遞則由剪力連接板來承擔，剪力連接板與腹板則用螺栓接合。斜撐則採用蔡克銓、翁崇興之研究，雙鋼管型挫屈束制消能支撐。 試驗後發現，斜撐對於交會區之剪力與剪變形關係影響不大，但以抗彎構架之角度進行分析發現，由於斜撐之影響，梁柱接頭之塑性轉角不符合規之要求，且韌性比與沒有斜撐之試體比較下，明顯小了釵h。第一篇 目錄 誌 謝 一 摘要 三 目錄 五 表目錄 九 圖目錄 一○ 照片目錄 一六 第一章 緒論 - 1 - 1.1 研究背景 - 1 - 1.2 研究動機與目的 - 6 - 1.3 研究方法與內容 - 7 - 第二章 梁柱接頭力學行為 - 11 - 2.1 Krawinkler梁柱交會區理論 - 11 - 2.2 日本AIJ梁柱交會區規範介紹 - 16 - 2.3 螺栓式接頭梁柱交會區理論 - 18 - 2.3.1 鋼部分 - 19 - 2.3.1.1矩形鋼管翼板 - 21 - 2.3.1.2矩形鋼管腹板 - 23 - 2.3.1.2.1 南北向梁端板滑動 - 24 - 2.3.1.2.2 矩形鋼管腹板開孔區降伏 - 26 - 2.3.1.2.3 矩形鋼管腹板未開孔區降伏 - 27 - 2.3.1.3 圓形柱鋼管部分 - 31 - 2.3.2 混凝土部分 - 33 - 2.3.2.1外圍混凝土 - 38 - 2.3.3 鋼與混凝土 - 40 - 第三章 梁柱接頭實驗 - 49 - 3.1 試體設計 - 50 - 3.1.1 螺栓式接頭設計 - 50 - 3.1.1.1 端板厚度 - 51 - 3.1.1.2 翼翅擴板之寬度 - 53 - 3.1.2 試體命名 - 55 - 3.2 試驗規劃 - 56 - 3.2.1 試驗構架設計 - 56 - 3.2.2 量測系統 - 57 - 3.2.3 試驗加載方式 - 59 - 3.3 試驗過程記錄方式 - 61 - 3.4 試驗過程觀察 - 61 - 3.4.1 試體FCBE10-1 - 61 - 3.4.2 試體FCBE10-2 - 62 - 3.4.3 試體FCBE9-EB - 64 - 3.5 變形分離 - 68 - 3.5.1梁柱交會區剪力變形 - 68 - 3.5.2梁端變位之各變形分量 - 69 - 第四章 實驗結果與討論 - 73 - 4.1 試體整體行為檢討 - 73 - 4.1.1 試體整體變形結果 - 74 - 4.1.2 梁柱接頭之韌性比檢討 - 75 - 4.1.3 梁柱接頭之塑性轉角檢討 - 76 - 4.1.4 整體梁柱接頭之強度包絡線檢討 - 77 - 4.2 梁柱接頭各變形分量 - 78 - 4.2.1 梁柱交會區變形分量 - 78 - 4.2.2 柱變形分量 - 79 - 4.2.3 梁變形分量 - 79 - 4.3 梁柱交會區剪力與剪變形之關係 - 80 - 4.3.1 梁柱交會區之強度 - 80 - 4.4 梁柱接頭之消能能力 - 82 - 4.5 結論 - 83 - 第五章 結論與建議 - 85 - 5.1 結論 - 85 - 5.2 建議 - 86 - 參考文獻 - 89 - 附表 - 93 - 附圖 - 101 - 附照片 - 161 - 附錄一 - 177 - 附錄二 - 192 - 附錄三 - 201 - 表目錄 表3.1 各試體之設計參數 - 93 - 表3.2 螺栓預力與板手扭力關係表 - 94 - 表4.1.a 試體材料試驗結果(鋼材) - 95 - 表4.1.b 試體材料試驗結果(混凝土) - 95 - 表4.2 試體破壞模式 - 96 - 表4.3 梁之彎矩強度試驗值與理論值 - 96 - 表4.4 梁柱接頭韌性比的試驗值 - 97 - 表4.5 梁柱接頭塑性轉角的試驗值 - 97 - 表4.6 整體之遲滯迴圈圖在達到最大梁端彎矩時 各子構件層間位移角分量…………………… ……………..- 98 - 表4.7 梁柱交會區彈性勁度之理論值與試驗值 - 98 - 表4.8 梁柱交會區剪力強度的理論值與試驗值 - 99 - 表4.9 梁柱交會區剪力強度的理論值比較 - 99 - 圖目錄 圖1.1 台灣的地體構造圖 - 101 - 圖1.2 簡單式接頭(Schneider et al. 1998) - 102 - 圖1.3 外橫隔板式接頭(Schneider et al. 1998) - 103 - 圖1.4 埋入可焊接鋼條式接頭(Schneider et al. 1998) - 104 - 圖1.5 內置錨釘式接頭(Alostaz et al. 1996) - 105 - 圖1.6 內置腹板錨釘式接頭(Alostaz et al. 1996) - 106 - 圖1.7 鋼梁全斷面埋置式接頭(Schneider et al. 1998) - 107 - 圖1.8 翼板貫入式接頭(Schneider et al. 1998) - 108 - 圖1.9 腹板貫入式接頭(Schneider et al. 1998) - 109 - 圖2.1 結構受力變形圖 - 110 - 圖2.2 結構受力變形圖 - 110 - 圖2.3 梁柱交會區受力分析圖 - 111 - 圖2.4 Krawinkler 梁柱交會區受力分析圖 - 111 - 圖2.5 梁柱交會區之局部摺曲示意圖 - 112 - 圖2.6 梁柱交會區矩形鋼管受力變形分量圖 - 112 - 圖2.7 梁柱交會區矩形鋼管受剪力變形圖 - 113 - 圖2.8 梁柱交會區矩形鋼管翼板撓曲變形圖 - 113 - 圖2.9 梁柱交會區矩形鋼管腹板位移疊加之概念圖 - 113 - 圖2.10 梁柱交會區矩形鋼管部分之理論折線示意圖 - 114 - 圖2.11 圓形鋼管受力及剪應力分佈圖 - 114 - 圖2.12 Mohr-Coulomb破壞包絡線 - 115 - 圖2.13 螺栓式接頭交會區外圍混凝土受力圖 - 115 - 圖2.14 螺栓式接頭交會區鋼與混凝土理論折線示意圖 - 116 - 圖3.1.a FCBE10-1&FCBE10-2 柱設計圖 - 117 - 圖3.1.b FCBE9-EB 柱設計圖 - 117 - 圖3.1.c FCBE10-1梁設計圖 - 118 - 圖3.1.d FCBE10-2梁設計圖 - 119 - 圖3.1.e FCBE9-EB梁設計圖 - 120 - 圖3.2.a 試驗構架設計圖 - 121 - 圖3.2.b 試驗構架設計圖 - 122 - 圖3.2.c 試驗構架設計圖 - 123 - 圖3.4　　位移控制歷時圖 - 130 - 圖3.5.a 交會區剪力變形與對角線伸縮量關係圖 - 130 - 圖3.5.b 梁端各位移分量圖 - 131 - 圖3.5.c 梁柱交會區剪力變形造成梁端變形圖 - 132 - 圖3.5.d 剛體旋轉後梁柱交會區剪力變形造成梁端變形圖 - 132 - 圖3.5.e 柱變形引致梁端變形分量圖 - 133 - 圖3.5.f 梁變形引致梁端變形分量圖 - 133 - 圖4.1.a FCBE10-1東梁梁端載重與梁端總變形角之關係圖 - 134 - 圖4.1.b FCBE10-1西梁梁端載重與梁端總變形角之關係圖 - 134 - 圖4.1.c FCBE10-2東梁梁端載重與梁端總變形角之關係圖 - 135 - 圖4.1.d FCBE10-2西梁梁端載重與梁端總變形角之關係圖 - 135 - 圖4.1.e FCBE9-EB東梁梁端載重與梁端總變形角之關係圖 - 136 - 圖4.1.f FCBE9-EB西梁梁端載重與梁端總變形角之關係圖 - 136 - 圖4.2.a FCBE10-1東梁總包絡線圖 - 137 - 圖4.2.b FCBE10-1西梁總包絡線圖 - 137 - 圖4.2.c FCBE10-2東梁總包絡線圖 - 138 - 圖4.2.d FCBE10-2西梁總包絡線圖 - 138 - 圖4.2.e FCBE9-EB東梁總包絡線圖 - 139 - 圖4.2.f FCBE9-EB西梁總包絡線圖 - 139 - 圖4.3.a FCBE10-1東梁梁端載重與梁端塑性變形角之關係圖 - 140 - 圖4.3.b FCBE10-1西梁梁端載重與梁端塑性變形角之關係圖 - 140 - 圖4.3.c FCBE10-2東梁梁端載重與梁端塑性變形角之關係圖 - 141 - 圖4.3.d FCBE10-2西梁梁端載重與梁端塑性變形角之關係圖 - 141 - 圖4.3.e FCBE9-EB東梁梁端載重與梁端塑性變形角之關係圖 - 142 - 圖4.3.f FCBE9-EB西梁梁端載重與梁端塑性變形角之關係圖 - 142 - 圖4.3.g FCBE10-1東梁塑性包絡線圖 - 143 - 圖4.3.h FCBE10-1西梁塑性包絡線圖 - 143 - 圖4.3.i FCBE10-2東梁塑性包絡線圖 - 144 - 圖4.3.j FCBE10-2西梁塑性包絡線圖 - 144 - 圖4.3.k FCBE9-EB東梁塑性包絡線圖 - 145 - 圖4.3.l FCBE9-EB西梁塑性包絡線圖 - 145 - 圖4.3.m 東梁包絡線比較圖 - 146 - 圖4.3.n 西梁包絡線比較圖 - 146 - 圖4.4.a FCBE10-1梁端載重與梁柱交會區剪力變形對應梁端轉角關係圖………………………….. - 147 - 圖4.4.b FCBE10-2梁端載重與梁柱交會區剪力變形對應梁端轉角關係圖………………………… - 147 - 圖4.4.c FCBE9-EB 梁端載重與梁柱交會區剪力變形對應梁端轉角關係圖……………………. - 148 - 圖4.5.a FCBE10-1 梁端載重與柱變形角關係圖 - 148 - 圖4.5.b FCBE10-2 梁端載重與柱變形角關係圖 - 149 - 圖4.5.c FCBE9-EB 梁端載重與柱變形角關係圖 - 149 - 圖4.6.a FCBE10-1東梁梁端載重與東梁變形角之關係圖 - 150 - 圖4.6.b FCBE10-1西梁梁端載重與西梁變形角之關係圖 - 150 - 圖4.6.c FCBE10-2東梁梁端載重與東梁變形角之關係圖 - 151 - 圖4.6.d FCBE10-2西梁梁端載重與西梁變形角之關係圖 - 151 - 圖4.6.e FCBE9-EB東梁梁端載重與東梁變形角之關係圖 - 152 - 圖4.6.f FCBE9-EB西梁梁端載重與西梁變形角之關係圖 - 152 - 圖4.7.a FCBE10-1 梁柱交會區、柱與梁之轉角貢獻圖 - 153 - 圖4.7.b FCBE10-2 梁柱交會區、柱與梁之轉角貢獻圖 - 153 - 圖4.7.c FCBE9-EB 梁柱交會區、柱與梁之轉角貢獻圖 - 154 - 圖4.8.a FCBE10-1 梁柱交會區剪力與剪變形關係圖 - 154 - 圖4.8.b FCBE10-1 梁柱交會區之理論與試驗數值比較圖 - 155 - 圖4.8.c FCBE10-2 梁柱交會區剪力與剪變形關係圖 - 155 - 圖4.8.d FCBE10-2 梁柱交會區之理論與試驗數值比較圖 - 156 - 圖4.8.e FCBE9-EB 梁柱交會區剪力與剪變形關係圖 - 156 - 圖4.8.f FCBE9-EB 梁柱交會區之理論與試驗數值比較圖 - 157 - 圖4.9.a FCBE10-1 梁柱交會區、柱與東梁消散能量比較圖 - 157 - 圖4.9.b FCBE10-1 梁柱交會區、柱與西梁消散能量比較圖 - 158 - 圖4.9.c FCBE10-2 梁柱交會區、柱與東梁消散能量比較圖 - 158 - 圖4.9.d FCBE10-2 梁柱交會區、柱與西梁消散能量比較圖 - 159 - 圖4.9.e FCBE9-EB 梁柱交會區、柱與東梁消散能量比較圖 - 159 - 圖4.9.f FCBE9-EB 梁柱交會區、柱與西梁消散能量比較圖 - 160 - 照片目錄 照片3.1.a 試體組裝完成照片 - 161 - 照片3.1.b 試體組裝完成照片 - 161 - 照片3.2 資料收集器照片 - 162 - 照片3.3.a 交會區量測儀器照片 - 162 - 照片3.4.a 梁上翼板出現45度裂紋 - 163 - 照片3.4.b 梁上翼板裂紋範圍擴大 - 163 - 照片3.4.c 翼板擴大處水平向裂紋延伸至腹板 - 164 - 照片3.4.d 翼板塑性區增大 - 164 - 照片3.4.e 上翼板局部挫屈 - 165 - 照片3.4.f 上翼板局部挫屈 - 165 - 照片3.4.g 梁塑鉸區翼板與腹板挫屈 - 166 - 照片3.4.h 梁翼板與腹板挫屈 - 166 - 照片3.4.i 梁塑鉸區翼板與腹板挫屈 - 167 - 照片3.4.j FCBE10-2 最終破壞照片 - 167 - 照片3.4.k 梁上翼板南側出現水平向裂紋 - 168 - 照片3.4.l 梁上翼板出現45度裂紋 - 168 - 照片3.4.m 翼板樹枝狀裂紋 - 169 - 照片3.4.n 端板螺栓處裂紋及翼板45度裂紋 - 169 - 照片3.4.o 腹板裂紋向梁中性軸延伸 - 170 - 照片3.4.p 下翼板輕微挫屈 - 170 - 照片3.4.q 上翼板挫屈 - 171 - 照片3.4.r Drift Ratio -5%-1接頭變形 - 171 - 照片3.4.s 上翼板與腹板挫屈 - 172 - 照片3.4.t 上翼板及腹板挫屈 - 172 - 照片3.4.u 翼板與腹板挫屈 - 173 - 照片3.4.v 翼板與腹板挫屈 - 173 - 照片3.4.w 梁發生側向扭轉挫屈 - 174 - 照片3.4.x 梁發生側向扭轉挫屈 - 174 - 照片3.4.y 梁發生側向扭轉挫屈 - 175 - 照片3.4.z FCBE9-EB 最終破壞照片 - 175 - 照片4.1 FCBE-10交會區混凝土破壞[16] - 176 - 第二篇 目錄 摘要 一 目錄 三 表目錄 九 圖目錄 一○ 照片目錄 一六 第一章 緒論 - 1 - 1.1 研究背景 - 1 - 1.2 研究動機與目的 - 6 - 1.3 研究方法與內容 - 7 - 第二章 梁柱接頭力學行為 - 11 - 2.1 KRAWINKLER梁柱交會區理論 - 11 - 2.2 日本AIJ梁柱交會區規範介紹 - 16 - 2.3 螺栓式接頭梁柱交會區理論 - 18 - 2.3.1 鋼部分 - 19 - 2.3.1.1矩形鋼管翼板 - 21 - 2.3.1.2矩形鋼管腹板 - 23 - 2.3.1.2.1 南北向梁端板滑動 - 24 - 2.3.1.2.2 矩形鋼管腹板開孔區降伏 - 26 - 2.3.1.2.3 矩形鋼管腹板未開孔區降伏 - 27 - 2.3.1.3 圓形柱鋼管部分 - 31 - 2.3.2 混凝土部分 - 33 - 2.3.2.1外圍混凝土 - 38 - 2.3.3 鋼與混凝土 - 40 - 2.4 橫隔板穿透式接頭交會區理論 - 47 - 2.4.1 Fukumoto交會區理論介紹 - 48 - 2.4.1.1 Von Mises 剪力降伏準則 - 48 - 2.4.1.2 鋼部分 - 49 - 2.4.2 Mander et al. 之圍束混凝土應力-應變曲線 - 52 - 2.5 鋼管混凝土規範 - 55 - 2.5.1歐洲Eurocode 4規範 - 56 - 2.5.1.1 一般規定 - 56 - 2.5.1.2設計軸壓強度 - 56 - 2.5.1.3無因次細長比係數 - 57 - 2.5.1.4有效撓曲勁度 - 57 - 2.5.1.5設計軸壓與彎矩組合強度 - 58 - 2.5.2日本AIJ 規範 - 59 - 2.5.2.1 一般規定 - 59 - 2.5.2.2設計軸壓強度計算 - 60 - 2.5.2.3設計軸壓與彎矩組合強度 - 60 - 2.5.3 美國 AISC-LRFD 規範 - 62 - 2.5.3.1 一般規定 - 62 - 2.5.3.2 設計軸壓強度 - 63 - 2.5.3.3 設計軸力與彎矩組合強度 - 64 - 2.5.4美國ACI規範 - 65 - 2.5.4.1一般規定 - 65 - 2.5.4.2 設計軸壓強度 - 65 - 2.5.4.3 設計軸力與彎矩組合強度 - 66 - 2.5.4.4撓曲剛度 - 66 - 2.5.5 其它鋼管混凝土之研究 - 67 - 第三章 梁柱接頭實驗 - 69 - 3.1 試體設計 - 70 - 3.1.1 螺栓式接頭設計 - 70 - 3.1.1.1 端板厚度 - 71 - 3.1.1.2 翼翅擴板之寬度 - 73 - 3.1.2 橫隔板式接頭設計 - 75 - 3.1.2.1 橫隔板厚 - 76 - 3.1.2.2 焊接尺寸 - 77 - 3.1.3 挫屈束制斜撐設計 - 78 - 3.1.4 接合板設計[36][37] - 80 - 3.1.5 試體命名 - 81 - 3.2 試驗規劃 - 82 - 3.2.1 試驗構架設計 - 82 - 3.2.2 量測系統 - 83 - 3.2.3 試驗加載方式 - 85 - 3.3 試驗過程記錄方式 - 87 - 3.4 試驗過程觀察 - 87 - 3.4.1 試體FCBGB - 88 - 3.4.2 試體FCDGB - 90 - 3.5 變形分離 - 91 - 3.5.1 梁柱交會區之剪力變形 - 92 - 3.5.2 柱端的各變形分量 - 92 - 3.5.3 梁端的各變形分量 - 95 - 第四章 實驗結果與討論 - 97 - 4.1 試體整體行為檢討 - 97 - 4.1.1 試體整體變形結果 - 98 - 4.1.2 梁柱接頭之韌性比檢討 - 100 - 4.1.3 梁柱接頭之塑性轉角檢討 - 101 - 4.1.4 整體梁柱接頭之強度包絡線檢討 - 102 - 4.2 梁柱接頭各變形分量 - 103 - 4.2.1 梁柱交會區變形分量 - 103 - 4.2.2 柱變形分量 - 103 - 4.2.3 梁變形分量 - 104 - 4.3 梁柱交會區剪力與剪變形之關係 - 104 - 4.3.1 梁柱交會區之強度 - 105 - 4.4 梁柱接頭之消能能力 - 107 - 第五章 結論與建議 - 109 - 5.1 結論 - 109 - 5.2 建議 - 110 - 參考文獻 - 113 - 附表 - 119 - 附圖 - 125 - 附照片 - 189 - 附錄一 - 205 - 附錄二 - 210 - 附錄三 - 219 - 附錄四 - 223 - 表目錄 表3.1 各試體之設計參數 - 119 - 表3.2 螺栓預力與板手扭力關係表 - 120 - 表4.1.a 試體材料試驗結果(鋼材) - 121 - 表4.1.b 試體材料試驗結果(混凝土) - 121 - 表4.2 試體破壞模式 - 122 - 表4.3 梁之彎矩強度試驗值與理論值 - 122 - 表4.4 梁柱接頭韌性比的試驗值 - 122 - 表4.5 梁柱接頭塑性轉角的試驗值 - 123 - 表4.6 整體之遲滯迴圈圖在達到最大梁端彎矩時各子構件層間位移角分量 - 123 - 表4.7 梁柱交會區彈性勁度之理論值與試驗值 - 124 - 表4.8 梁柱交會區剪力強度的理論值與試驗值 - 124 - 表4.9 梁柱交會區剪力強度的理論值比較 - 124 - 圖目錄 圖1.1 台灣的地體構造圖 - 125 - 圖1.2 簡單式接頭(Schneider et al. 1998) - 126 - 圖1.3 外橫隔板式接頭(Schneider et al. 1998) - 127 - 圖1.4 埋入可焊接鋼條式接頭(Schneider et al. 1998) - 128 - 圖1.5 內置錨釘式接頭(Alostaz et al. 1996) - 129 - 圖1.6 內置腹板錨釘式接頭(Alostaz et al. 1996) - 130 - 圖1.7 鋼梁全斷面埋置式接頭(Schneider et al. 1998) - 131 - 圖1.8 翼板貫入式接頭(Schneider et al. 1998) - 132 - 圖1.9 腹板貫入式接頭(Schneider et al. 1998) - 133 - 圖2.1 結構受力變形圖 - 134 - 圖2.2 結構受力變形圖 - 134 - 圖2.3 梁柱交會區受力分析圖 - 135 - 圖2.4 Krawinkler 梁柱交會區受力分析圖 - 135 - 圖2.5 梁柱交會區之局部摺曲示意圖 - 136 - 圖2.6 梁柱交會區矩形鋼管受力變形分量圖 - 136 - 圖2.7 梁柱交會區矩形鋼管受剪力變形圖 - 137 - 圖2.8 梁柱交會區矩形鋼管翼板撓曲變形圖 - 137 - 圖2.9 梁柱交會區矩形鋼管腹板位移疊加之概念圖 - 137 - 圖2.10 梁柱交會區矩形鋼管部分之理論折線示意圖 - 138 - 圖2.11 圓形鋼管受力及剪應力分佈圖 - 138 - 圖2.12 Mohr-Coulomb破壞包絡線 - 139 - 圖2.13 試體FCBGB之交會區外圍混凝土受力圖 - 139 - 圖2.14 試體FCBGB交會區鋼與混凝土理論折線示意圖 - 140 - 圖2.15 Von Mises 剪力降伏準則 - 140 - 圖2.16 鋼材之三線性模型 - 141 - 圖2.17 Fukumoto 交會區鋼管之三線性模型 - 141 - 圖2.18 Mander 混凝土圍束理論與Zhang and Hsu軟化理論 - 142 - 圖2.19 垂直壓力方向之拉力變形示意圖 - 142 - 圖2.20 交會區混凝土壓桿示意圖 - 143 - 圖2.21 交會區混凝土對角傳力示意圖 - 143 - 圖3.1 三層樓三跨度CFT構架立面圖 - 144 - 圖3.2.a FCBGB 柱設計圖 - 144 - 圖3.2.b FCBGB 接合板設計圖 - 145 - 圖3.2.c FCBGB 致動器軸力梁設計圖 - 145 - 圖3.2.d FCBGB梁設計圖 - 146 - 圖3.2.e FCBGB 挫屈束制斜撐設計圖 - 147 - 圖3.2.f FCBGB 組合示意圖 - 148 - 圖3.2.g FCBGB 試驗構架配置圖 - 148 - 圖3.2.h FCDGB 柱設計圖 - 149 - 圖3.2.i FCDGB 接合板設計圖 - 150 - 圖3.2.j FCDGB 致動器軸力梁設計圖 - 150 - 圖3.2.k FCDGB 梁設計圖 - 151 - 圖3.2.l FCDGB 挫屈束制斜撐設計圖 - 151 - 圖3.2.m FCDGB 組合示意圖 - 152 - 圖3.2.n FCDGB 試驗構架配置圖 - 152 - 圖3.3 Whitmore 有效寬度示意圖[37][38] - 153 - 圖3.4.a 試驗構架設計圖 - 154 - 圖3.4.b 試驗構架設計圖 - 155 - 圖3.4.c 試驗構架設計圖 - 156 - 圖3.4.d 試驗構架設計圖 - 157 - 圖3.4.e 試驗構架設計圖 - 158 - 圖3.5.a FCBGB 量測儀器位置圖 - 159 - 圖3.5.b FCBGB 量測儀器編號圖 - 160 - 圖3.5.c FCDGB 量測儀器位置圖 - 161 - 圖3.5.d FCDGB 量測儀器編號圖 - 162 - 圖3.6 位移控制歷時圖 - 163 - 圖3.7.a 交會區剪力變形與對角線伸縮量關係圖 - 163 - 圖3.7.b 柱端各位移分量圖 - 164 - 圖3.7.c 梁柱交會區剪力變形造成柱端變形圖 - 165 - 圖3.7.d 剛體旋轉後梁柱交會區剪力變形造成柱端變形圖 - 165 - 圖3.7.e 梁變形引致柱端變形分量圖 - 166 - 圖3.7.f 柱變形引致柱端變形分量圖 - 166 - 圖3.7.g 梁端各位移分量圖 - 167 - 圖4.1.a FCBGB柱中點致動器載重與總變形角之關係圖 - 168 - 圖4.1.b FCBGB柱中點致動器載重與塑性變形角之關係圖 - 168 - 圖4.1.c FCBGB柱節點致動器載重與總變形角之關係圖 - 169 - 圖4.1.d FCBGB柱節點致動器載重與塑性變形角之關係圖 - 169 - 圖4.1.e FCBGB挫屈束制斜撐載重與總位移之關係圖 - 170 - 圖4.1.f FCBGB挫屈束制斜撐載重與塑性位移之關係圖 - 170 - 圖4.1.g FCBGB挫屈束制斜撐載重與樓層側位角之關係圖 - 171 - 圖4.1.h FCBGB梁端載重與梁端總變形角之關係圖 - 171 - 圖4.1.i FCBGB梁端載重與梁端塑性變形角之關係圖 - 172 - 圖4.1.j FCBGB梁端總包絡線圖 - 172 - 圖4.1.k FCBGB梁端塑性包絡線圖 - 173 - 圖4.1.l FCBGB柱節點致動器與斜撐水平力差 - 173 - 圖4.1.m FCDGB樓層剪力與樓層側位角關係圖 - 174 - 圖4.2.a FCDGB柱中點致動器載重與總變形角之關係圖 - 174 - 圖4.2.b FCDGB柱中點致動器載重與塑性變形角之關係圖 - 175 - 圖4.2.c FCDGB柱節點致動器載重與總變形角之關係圖 - 175 - 圖4.2.d FCDGB柱節點致動器載重與塑性變形角之關係圖 - 176 - 圖4.2.e FCDGB挫屈束制斜撐載重與總位移之關係圖 - 176 - 圖4.2.f FCDGB挫屈束制斜撐載重與塑性位移之關係圖 - 177 - 圖4.2.g FCDGB挫屈束制斜撐載重與樓層側位角之關係圖 - 177 - 圖4.2.h FCDGB梁端載重與梁端總變形角之關係圖 - 178 - 圖4.2.i FCDGB梁端載重與梁端塑性變形角之關係圖 - 178 - 圖4.2.j FCDGB梁端總包絡線圖 - 179 - 圖4.2.k FCDGB梁端塑性包絡線圖 - 179 - 圖4.2.l FCDGB樓層剪力與樓層側位角關係圖 - 180 - 圖4.3 FCBGB與FCDGB總包絡線比較圖 - 180 - 圖4.4.a FCBGB 梁柱交會區載重與剪力變形對應梁端轉角關係圖 …. - 181 - 圖4.4.b FCDGB 梁柱交會區載重與剪力變形對應梁端轉角關係圖 - 181 - 圖4.5.a FCBGB 梁端載重與柱變形角關係圖 - 182 - 圖4.5.b FCDGB 梁端載重與柱變形角關係圖 - 182 - 圖4.6.a FCBGB梁端載重與梁變形角之關係圖 - 183 - 圖4.6.b FCDGB梁端載重與梁變形角之關係圖 - 183 - 圖4.7.a FCBGB 梁柱交會區、柱與梁之轉角貢獻圖 - 184 - 圖4.7.b FCDGB 梁柱交會區、柱與梁之轉角貢獻圖 - 184 - 圖4.8.a FCBGB 梁柱交會區剪力與剪變形關係圖 - 185 - 圖4.8.b FCBGB 梁柱交會區之理論與試驗數值比較圖 - 185 - 圖4.8.c FCDGB 梁柱交會區剪力與剪變形關係圖 - 186 - 圖4.8.d FCDGB 梁柱交會區之理論與試驗數值比較圖 - 186 - 圖4.9.a FCBGB 外力作本P能量消散比較圖 - 187 - 圖4.9.b FCBGB 梁柱交會區、柱與梁消散能量比較圖 - 187 - 圖4.9.c FCDGB 外力作本P能量消散比較圖 - 188 - 圖4.9.d FCDGB 梁柱交會區、柱與梁消散能量比較圖 - 188 - 照片目錄 照片3.1.a 試體組裝完成照片 - 189 - 照片3.1.b 試體組裝完成照片 - 189 - 照片3.1.c 斜撐、荷重計與基座接合照片 - 190 - 照片3.1.d 斜撐核心單元貼矽膠脫層 - 190 - 照片3.1.e 斜撐可動端以保麗龍保留衝程 - 191 - 照片3.2 資料收集器照片 - 191 - 照片3.3.a 交會區量測儀器照片 - 192 - 照片3.3.b 交會區量測儀器照片 - 192 - 照片3.4.a 梁上翼板斷面擴大處裂紋 - 193 - 照片3.4.b 腹板裂紋向中性軸延伸 - 193 - 照片3.4.c 上翼板輕微局部挫屈 - 194 - 照片3.4.d 下翼板局部挫屈 - 194 - 照片3.4.e 上翼板局部挫屈 - 195 - 照片3.4.f 上翼板局部挫屈 - 195 - 照片3.4.g 梁塑鉸區翼板與腹板挫屈 - 196 - 照片3.4.h 梁塑鉸區翼板與腹板挫屈 - 196 - 照片3.4.i 橫隔板與梁交接處裂紋 - 197 - 照片3.4.j 橫隔板與梁交接處裂紋向外延伸 - 197 - 照片3.4.k 橫隔板與梁下翼板焊接處之焊道開裂 - 198 - 照片3.4.l 上翼板局部挫屈 - 198 - 照片3.4.m 上翼板局部挫屈 - 199 - 照片3.4.n 下翼板及腹板挫屈 - 199 - 照片3.4.o 上翼板及腹板挫屈 - 200 - 照片3.4.p 下翼板挫屈 - 200 - 照片3.4.q 斜撐核心挫屈推擠鋼管 - 201 - 照片4.1.a FCBGB 梁產生塑鉸 - 201 - 照片4.1.b FCBGB 挫屈束制斜撐產生高模態之挫形 - 202 - 照片4.1.c FCDGB 梁產生塑鉸 - 202 - 照片4.1.d FCDGB 挫屈束制斜撐產生高模態之挫形 - 203 -6381419 bytesapplication/pdfen-US螺栓式梁柱接頭內隔板式梁柱接頭挫屈束制斜撐鋼管混凝土Concrete-Filled-Tubebolted beam-column connectionthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/50485/1/ntu-93-R91521241-1.pdf