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研究生: 吳啟凡
Wu, Chi-Fan
論文名稱: 鋼結構梁柱接頭震損修復技術開發與性能評估
Performance evaluation of a seismic repaired steel beam-column connection
指導教授: 鍾育霖
Chung, Yu-Ling
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 規劃與設計學院 - 建築學系
Department of Architecture
論文出版年: 2021
畢業學年度: 109
語文別: 中文
論文頁數: 61
中文關鍵詞: 傳統接頭脆性破壞震後修復靜態反覆加載實驗
外文關鍵詞: Beam-column connection, brittle fracture, repair
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  • 1994年美國北嶺地震後,震損調查發現許多鋼構建築物的梁柱接頭發生下翼板熱影響區開裂脆性破壞,由於台灣早期的鋼構建築採用與美國相近的梁柱接頭接合型式,因此未來若台灣發生地震,很有可能發生此類破壞。目前國內外許多研究提出了針對此類型接頭的補強的方式,但是對於事先未補強而受到震損的接頭修復補強方式很少有相關研究,同時考量到補強多動用到現場銲接鋼板及火焰切割等施工方式,對於附近有管線通過或是對於煙塵敏感的空間,此類方式則有施作上的困難。
    本研究針對此類破壞提出不需要現場銲以及切割的新型修復方法,並且提出強度計算方式,設計一組傳統非韌性接頭,對其進行靜態反覆加載實驗探討其破壞模式,接著將破壞接頭進行修復後再次加載,比較破壞前後接頭性能差異。由實尺寸實驗結果重點如下:
    1. 傳統接頭由過去文獻與調查研究指出易發生扇孔附近熱影響區域的脆性破壞,本研究中的兩組試體亦發生相同的破壞模式,同時在半圓形扇孔底部發現應變高度集中狀況,因此接頭應注意避免使用此類型的扇孔。
    2. 性能方面傳統接頭於層間變位角2%皆發生下翼板斷裂破壞,修復後接頭可加載至層間變位角4%無發生明顯損壞,且未有明顯的強度衰減。修復後接頭可恢復至原先接頭強度85%並增加一倍耗能,韌性大幅提升,但由於鋼板滑動等原因,修復後接頭的初始勁度較原先接頭的低。
    3. 本研究依照其受力行為推導修復構件設計方式計算結果相比實驗數據約減少5%~10%,設計偏保守,可供實務應用參考。

    Weld Unreinforced Flange-Bolted web (WUF-B) connection has been proved as a brittle type beam to column connection in the 1994 Northridge earthquake. Many seismic enhance methods have been proposed since the earthquake event. Most of them need to weld a new plate or cutting in the field. This research proposes a field weld free seismic-repair method for the seismic damaged WUF-B connection. A full-scale experiment was conducted to evaluate the effectiveness of steel plate surrounded method. The method used steel plates to repair destructive traditional steel moment-resisting connection, for screwing steel plates at bottom flange and let steel plates clamp the moment connection. The experiment indicated that traditional joint occurred brittle fracture near the weld access hole for bottom flange slitted, and the story drift ratio of traditional joint can’t exceed 2%. Repaired joint can develop to story drift ratio about 4% without moment strength decline and didn`t see any damage simultaneously, and dissipation of energy increase one times than traditional joint, but the stiffness of retrofit joint can’t recover to original beam column connection, because of slipping occur between steel plates and joint. This research proposes the design method of the repair component according to the force behavior of the joint, and the calculated strength is roughly consistent with the experimental results, which can be used as a reference for practical applications.

    摘要 I Extended Abstract II 目錄 XI 表目錄 XIII 圖目錄 XIV 第一章 緒論 1 1.1背景、研究動機與目的 1 1.2 研究方法與內容 2 第二章 文獻回顧 3 2-1 鋼構接頭耐震性能 3 2-2 北嶺地震接頭破壞原因及分類 4 2-2-1 破壞原因 4 2-2-2 破壞分類 7 2-3 傳統箱型柱梁接頭實驗回顧 10 2-4 FEMA提出接頭修復方式 11 2-5 被動消能接頭與H型柱接頭修復 13 第三章 梁柱接頭往復加載實驗 17 3-1 概述 17 3-2 試體設計 17 3-3 震損修復設計 20 3-3-1修復概念 20 3-3-2 試體修復變因 21 3-3-3 修復構件強度計算與檢核 25 3-4試驗裝置 量測系統與歷程 32 第四章 梁柱接頭實驗結果 35 4-1 實驗觀察 35 4-2 遲滯迴圈 44 4-2-1梁柱接頭彎矩強度: 48 4-3耗能與勁度 50 4-4應變集中: 53 4-5 小結 56 第五章 結論與建議 57 參考文獻 59 附錄A 鋼材拉力試驗 61

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    下載圖示 校內:2025-08-01公開
    校外:2025-08-01公開
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