簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 紀惟
Chi, Wei
論文名稱: 剪力板彎矩強度需求比對鋼梁柱接頭耐震性影響研究
The Influence of Moment Demand-and-Capacity Ratios of Shear Tabs on the Seismic Performance of Steel Beam-to-column Connections
指導教授: 賴啟銘
Lai, Chi-Ming
共同指導教授: 張惠雲
Chang, Heui-Yung
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: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 98
中文關鍵詞: 鋼梁柱接頭剪力板彎矩強度塑性轉角
外文關鍵詞: steel beam-to-column connection, shear tab, moment strength, plastic rotation
相關次數: 點閱:100下載:4
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本研究分析國內過去進行的28組傳統式鋼梁柱接頭耐震試驗,探討剪力板彎矩強度與需求對接頭耐震性所可能造成之影響。本研究分析之15組箱型柱接頭應變硬化因子 (eMu/Mp) 平均值為1.38,而13組H形柱的平均值為1.23,且僅少數接頭塑性變形未達過去設計要求1.5%弧度。進一步分析後發現,在剪力板彎矩強度足夠及未發生挫屈降伏的條件下,剪力板彎矩傳遞倍率 (eMwu/*Msp) 提高,應變硬化因子隨之提升,也提高了接頭韌性以及最大塑性轉角。但國內現行鋼結構設計假設彎矩全部由梁翼板傳遞,梁腹板與剪力板僅需傳遞剪力,而這樣設計的結果鋼梁柱接頭剪力板與梁腹板的彎矩理論強度比 (*Msp/*Mwp) 約0.8。另外,國內過去接頭試驗梁深以 600 mm為主,但實際鋼結構建築物所用的梁深以600到1000 mm居多,故梁腹抗彎矩能力與剪力板彎矩傳遞倍率對實際鋼梁柱接頭耐震行為可能影響更鉅。本研究因此建議,國內未來針對高樓層建築物所用的梁深超過900 mm之鋼梁柱接頭進行耐震試驗與設計研究,以掌握梁腹抗彎矩能力與剪力板彎矩傳遞倍率對實際鋼梁柱接頭耐震行為之影響。

    This study investigates the effects of moment demand-and-capacity ratios of shear tabs on the seismic performance of conventional steel beam-to-column connections. The analyzed 15 connections have box columns and the connection-to-beam moment strength ratio (eMu/Mp) is 1.38 on average. The other 13 connections have H-shape columns and the strength ratio is 1.23. All the connections develop moment strength greater than the beam plastic moment strength, and few have plastic rotation capacity less than 1.5% radians. It was found that if shear tabs had enough moment strength and remained in elasticity, the connection-to-beam moment strength ratios would increase, and that would cause the accumulative and max plastic rotations to increase also. The moment capacity of beam webs and shear tabs are usually ignored in the seismic design of steel structures in Taiwan. Most of the tested connections have a beam depth of 600 mm. In practice, the beam depth ranges from 600 mm to 1000 mm. The moment strength of shear tabs is therefore expected to affect more. It is recommended to further perform connection testing with a beam depth over 900 mm, and to analyze the effects of moment strength of shear tabs on the seismic performance of steel beam-to-column connections.

    摘要 i Extended Abstract ii 誌謝 vii 目錄 viii 表目錄 x 圖目錄 xi 符號表 xiii 第一章 緒論 1 1.1研究背景與目的 1 1.2文獻回顧 2 1.3研究方法 9 1.4論文構成 9 第二章 傳統式鋼梁柱接頭耐震設計要求 10 2.1 序論 10 2.2 傳統式梁柱接頭形式 10 2.2.1箱型柱接H形梁之接頭 10 2.2.2 H形柱接H形梁之接頭 11 2.3 接頭設計強度 11 2.4 接頭變形需求演進與現行規範 14 2.5 接頭破壞模式 15 2.6 案例分析接頭 21 2.7小結 23 第三章 傳統式鋼梁柱接頭抗彎強度分析 24 3.1概論 24 3.2梁柱接頭抗彎強度與剪力板彎矩傳遞倍率 25 3.3 鋼接頭應變硬化因子與影響參數 27 3.4 梁腹塑性斷面模數比與影響 31 3.5小結 33 第四章 傳統式鋼梁柱接頭受震行為分析 34 4.1概論 34 4.2試體耐震行為 34 4.3梁腹等效應力比與剪力板彎矩傳遞倍率 38 4.4等效應力比與最大塑性轉角 40 4.5接頭塑性變形與破壞模式 43 4.6剪力板接合細節改良與影響 47 4.7小結 50 第五章 結論 51 5.1 研究結果 51 5.2 研究建議 52 參考文獻 53 附錄(文獻試體接頭設計、接合詳圖及遲滯迴圈) A~II

    1. 陳文生「鋼骨梁柱接頭行為研究」,碩士學位論文,國立台灣大學,蔡克銓教授指導,1990
    2. 陳光凱「鋼樑與箱型柱接頭區行為研究」,碩士學位論文,國立台灣工業技術學院(現國立台灣科技大學),陳生金教授指導,1991
    3. 劉明錡「鋼骨梁柱接頭之韌性行為研究」,碩士學位論文,國立台灣大學,蔡克銓教授指導,1992
    4. 吳訓「鋼梁與H形柱抗彎接頭韌性行為研究」,碩士學位論文,國立台灣大學,蔡克銓教授指導,1993
    5. 陳嘉有「韌性鋼骨梁柱接頭行為研究」,碩士學位論文,國立台灣大學,蔡克銓教授指導,1995
    6. 鐘明達「鋼骨梁柱接頭耐震行為研究」,碩士學位論文,國立交通大學,陳誠直教授指導,1999
    7. 李智民「H形鋼柱接擴翼鋼梁抗彎接頭之耐震行為與設計」,碩士學位論文,國立交通大學,陳誠直教授指導,2006
    8. 蔡岳勳「實尺寸鋼結構梁柱彎矩接頭試驗與分析」,碩士學位論文,國立交通大學,陳誠直教授指導,2010
    9. 謝依平「高層建築鋼結構韌性構架梁柱接頭之調查與研究」,碩士學位論文,國立成功大學,陳純森教授指導,2012
    10. 「鋼構造建築物鋼結構設計技術規範-鋼結構容許應力設計法規範及解說」,內政部營建署,台灣,2010a
    11. 「鋼構造建築物鋼結構設計技術規範-鋼結構極限設計法規範及解說」,內政部營建署,台灣,2010b
    12. 陳純森「鋼結構工程實務(第四版)」,科技圖書,台灣,2012
    13. 「鋼構造梁柱抗彎接合設計手冊與參考圖」,台灣, 2013
    14. 「鋼構造接合部設計指針」,日本建築學會,日本,2001 (2006改定)
    15. Atsuo TANAKA, Hiroshi MASUDA, Masaru TAKAGI and Tetsuaki HISADA, “Experimental Study on the Static Characteristics of the WBFW Type Beam-to-Column Connections”, J. Struct. Constr. Eng., AIJ, No.484, Jun., 121-130, 1996
    16. Gang QIAN, Atsuo TANAKA and Hiroshi MASUDA, “Study on the Limit State Design of the WBFW Type Beam-to-Column Connections and its Reliability”, J. Struct. Constr. Eng., AIJ, No.501, Nov., 109-116, 1997
    17. Hiroshi MASUDA, Atsuo TANAKA and Gang QIAN, “A Study on the Statical Characteristics of the WBFW Type Beam to SHS Column Connections”, J. Struct. Constr. Eng., AIJ, No.509, Jul., 151-158, 1998
    18. Yuka MATSUMOTO, Hiroshi AKIYAMA and Satoshi YAMADA, “Relation Between Deformation Capacity of Beam at Steel Beam-to-Column and Joint Efficiency”, J. Struct. Constr. Eng., AIJ, No.523, Sep., 117-124, 1999
    19. Tatsuya NAKANO, Hiroshi MASUDA, Shun SASAJI and Atsuo TANAKA, “Experimental Study on Behavior of WBFW Type Beam-to-Column Connection-Effect ot reinforcement of beam web connected part-”, J. Struct. Constr. Eng., AIJ, No.556, Jun., 139-144, 2002
    20. FEMA, FEMA350-Recommended Seismic Design Criteria For New Steel Moment-Frame Buildings, 2000a
    21. FEMA, FEMA351-Recommended Seismic Evaluation and Upgrade Criteria For Exsiting Welded Steel Moment-Frame Buildings, 2000b

    下載圖示 校內:立即公開
    校外:立即公開
    QR CODE