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研究生： 黃品熹
Huang,Pin-Si
論文名稱： 高溫火害後SM570等級鋼梁柱接頭材質之單軸反覆載重試驗
The Uniaxial Cyclic Tests of the Materials in SM570 Grade Steel Beam-to-Column Connections after the High Temperature Fire
指導教授： 鍾興陽
Chung, Hsin-Yang
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： 2022
畢業學年度： 110
語文別： 中文
論文頁數： 229
中文關鍵詞： 高性能鋼 、火害後 、銲道 、反覆載重試驗 、圓弧切削梁柱接頭 、有限元素法 、數值模擬
外文關鍵詞： High Performance Steel, Post Fire, Weld Pass, Cyclic Loading Test, RBS Beam-to-Column Connection, Finite Flement Method, Numerical Simulation
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    • 摘要 I Extended Abstract II 目錄 X 表目錄 XIII 圖目錄 XV 符號表 XXII 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究方法 3 圓棒反覆載重試驗： 3 圓棒反覆載重數值模擬 5 梁柱接頭數值模擬 5 1.4 論文架構 6 第二章 文獻回顧 9 前言 9 2.1 TMCP高性能鋼之相關研究 9 2.2 鋼材反覆載重試驗與數值模擬相關研究 11 2.3 火害後鋼結構反覆側推之數值模擬相關研究 13 第三章 圓棒試體製作與試驗結果 17 3.1 前言 17 3.2 TMCP鋼梁柱接頭簡化試體製作與熱處理 18 3.2.1 梁柱接頭簡化試體之組立與銲接 18 3.2.2 十字試體之切割 19 3.2.3 十字試體於加熱廠之900℃熱處理 20 3.3 圓棒試體製作與規劃 20 3.3.1 圓棒試體編號 20 3.3.2 圓棒試體製作 21 3.4 反覆載重試驗 21 3.4.1 試驗儀器簡介 21 3.4.2試驗加載之歷程設定 22 3.4.3 反覆載重試驗流程說明 23 3.4.4 固定應變振幅反覆載重試驗結果 24 3.4.4 漸增應變振幅反覆載重試驗結果 27 3.5 單軸拉伸試驗 29 3.5.1 試驗儀器簡介 29 3.5.2單軸拉伸試驗加載速率設定 29 3.5.3 單軸拉伸試驗之流程 30 3.5.4 拉伸試驗結果與比較 31 3.5 小結 34 第四章 有限元素模擬相關理論 103 4.1 非線性結構分析 103 4.1.1 材料非線性(Material Nonlinearity) 103 4.1.2 幾何非線性(Geometric Nonlinearity) 103 4.1.3 邊界非線性(Boundary Nonlinearity) 104 4.2 材料之彈塑性力學理論 104 4.2.1 降伏準則 104 4.2.2 硬化法則 105 4.2.3 塑性流法則 107 4.3 工程-真實之應力應變轉換 108 4.4 疊代收斂性 108 4.4.1殘餘力疊代運算 108 4.4.2位移疊代運算 109 4.4.3 二次疊代運算 110 4.5 接觸理論 110 4.5.1 接觸(Contact) 110 4.5.2 耦合(Couple 111 4.5.3 束縛(Tie) 111 第五章 圓棒試體反覆載重之數值模擬 116 5.1 硬化參數迴歸 116 5.1.1 循環應變硬化 116 5.1.2 循環應變軟化 116 5.1.3 參數迴歸結果 116 5.2 圓棒試體之有限元素模型建立 117 5.2.1 基本條件假設 117 5.2.2 網格劃分 117 5.2.3 模型元素選擇 118 5.2.4 數值模擬載重歷程設定 118 5.3 圓棒試體反覆載重數值模擬結果與比較 118 第六章 鋼梁柱接頭試體之有限元素模擬 140 6.1 鋼結構梁柱接頭試體之模型建立 140 6.1.1構件尺寸與數值模型 140 6.1.2 基本假設 140 6.1.3 材料參數 141 6.3.4 邊界條件 142 6.3.6 網格劃分與元素選擇 142 6.3.7 後處理 144 6.3.7 柱面彎矩強度之定義 146 6.3.8 SM570等級梁柱接頭反覆載重試驗之合格判定準則 146 6.2 具銲材之SM570等級梁柱接頭模型之數值模擬 147 6.2.1 未受火害之SM570等級具銲材梁柱接頭試體 147 6.2.2受900℃火害後空冷之SM570等級具銲材梁柱接頭試體 149 6.2.3受900℃火害後水冷之SM570等級具銲材梁柱接頭試體 151 6.3 不具銲材之SM570等級梁柱接頭之數值模擬 152 6.3.1 未受火害之SM570等級無銲道梁柱接頭試體 153 6.3.2受900℃火害後空冷之SM570等級無銲道梁柱接頭試體 154 6.3.3受900℃火害後水冷之SM570等級無銲道梁柱接頭試體 156 6.4 小結 158 第七章 結論與建議 215 7.1 結論 216 7.2 建議 225 參考文獻 227

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