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研究生: 蕭博勳
shiau, bo-shiun
論文名稱: 鋼結構抗彎梁柱接頭在高溫環境下之行為研究
A Study on Structural Behavior of Steel Beam-Column Moment Connection in Fire Environment
指導教授: 邱耀正
Chiou, Yaw-Jeng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 169
中文關鍵詞: 梁柱定溫加載定載加溫耐火鋼
外文關鍵詞: fire, beam, column
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  • 本文依實際結構尺寸,使用ABAQUS軟體,進行有限元素數值模擬,探討鋼結構抗彎梁柱接頭在高溫環境中的行為;在高溫環境下材料之組成律,採用SN490B耐震B級鋼與SN490C-FR耐震C級耐火鋼等兩種鋼材之材料性質,熱傳性質採用Eurocode-3與相關文獻建議之參數,透過熱傳數值模擬了解爐溫與試體間溫度分佈差異,並接續熱傳數值模擬資料,進行結構數值模擬,以了解抗彎矩梁柱接頭在高溫環境下之行為,同時藉由國內I型柱I型梁高溫載重實驗、國外簡支梁高溫載重定載加溫實驗,進行驗證本文數值模式之可行性。
    論文架構主要敘述鋼材的高溫材料行為、數值模擬分析、數值分析模式驗證、熱傳分析結果、定溫加載與定載加溫分析結果,分析主體採用SN490C-FR部份取代SN490B鋼材的箱型柱I型梁,撘配集中載重與均佈載重兩種載重形式,共6個Case,並依數值分析模式探討抗彎矩梁柱接頭在高溫環境下之行為,以了解SN490C-FR耐火鋼對抗彎矩梁柱接頭在高溫環境下所增加之效益與SN490C-FR使用上建議之改善措施。

    This text presents the results of a numerical study,using ABAQUS, to investigate the structural behavior of steel beam-column moment connection in fire environment in which two materials,SN490B and SN490C-FR are consider. The material properties of steel in high temperature proposed by material test and relevant documents are used in this study. The feasibility of ABAQUS numerical simulation model have been proven by ABRI’s I column-I beam moment connection fire experiment and Rubert and Schaumann’s simplly supported beam fire experiment. The focus of this study is using the steel material of SN490C-FR to replace that of SN490B on the box-column I-beam. One can obtain the relation of the loading-displacement –temperature and moment-rotation-temperature of the tested specimens moreover comparison of the effect of the additional SN490C-FR by defined the utmost of the temperature and loading wase also preformed in this study.

    摘要 Ⅰ Abstract Ⅱ 致謝 Ⅲ 目錄 Ⅳ 表目錄 Ⅵ 圖目錄 Ⅶ 符號 ⅩⅠ 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究背景與目的 2 1.3 文獻回顧 3 第二章 高溫下鋼結構之數值模擬 5 2.1 前言 5 2.2 鋼材在高溫下之材料性質 6 2.2.1 鋼材性質與高溫下的行為 6 2.2.2 彈性模數(Elastic Modulus) 7 2.2.3 柏松比(Poisson’s ratio) 8 2.2.4 塑性性質 8 2.2.5 其他材料參數 10 2.2.6 熱對流與熱輻射 11 2.3 鋼結構梁柱接頭高溫載重實驗 15 2.3.1 試體規劃 15 2.3.2 試驗規劃 16 2.4 數值分析方法與步驟 23 2.4.1 熱傳分析(Thermal Conduction Analysis) 23 2.4.2 非線性結構分析 24 2.4.3 部分耦合分析 25 2.5 ABAQUS有限元素分析模式 27 2.5.1 ABAQUS材料參數輸入 27 2.5.2 原素選擇 28 2.5.3 實驗之數值模擬 29 第三章 分析模式之驗證 35 3.1 前言 35 3.2 建研所梁柱接頭高溫實驗概述 35 3.3 簡支梁在不同載重下之耐火實驗 39 3.4 熱傳分析之驗證 41 3.5 定溫加載之結構分析驗證 46 3.6 定載加溫之結構分析驗證 49 第四章 箱型柱I型梁定溫加載之數值模擬 53 4.1 前言 53 4.2 定溫加載分析流程 54 4.3 分析案例說明 56 4.4 定溫加載CaseA1結果 61 4.5 定溫加載CaseA2結果 65 4.6 定溫加載CaseA3結果 72 4.7 定溫加載CaseA4結果 79 4.8 定溫加載CaseA5結果 83 4.9 定溫加載CaseA6結果 89 4.10 分析總結與討論 95 第五章 箱型柱I型梁定載加溫之數值模擬 106 5.1 前言 106 5.2 定載加溫分析流程 108 5.3 分析案例說明 110 5.4 熱傳分析結果 116 5.5 熱傳模式ㄧ定載加溫分析 130 5.6 熱傳模式二定載加溫分析 138 5.7 分析總結與討論 150 第六章 結論與建議 159 參考文獻 161 附錄A 164 附錄B 168

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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2007-08-17公開
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