圓形鋼管混凝土梁柱接頭之有限元素分析

Abstract

鋼管混凝土柱具有強度高、勁度大、韌性佳及施工迅速、省工之特性，但接頭細部設計較困難及應力傳遞不易為其缺點。本研究藉由非線性有限元素分析探討不同參數對圓形鋼管混凝土梁柱接頭力學行為之影響，以尋求較佳之接頭型式。為確認分析結果能反應結構之行為，乃先以適當實驗資料作為驗證有限元素分析正確與否之依據。本研究之參數包括接頭型式、徑厚比及橫隔板寬度與幾何形狀。 分析結果顯示，直接銲接式接頭因無法有效傳遞彎矩，且在梁翼接合處外緣有明顯應力集中現象，而不能作為抗彎接頭；側板式接頭為較佳之接頭型式，可有效地降低鋼管受拉面之變形，避免高應力區發生在銲道處。對於外橫隔板式接頭之應力集中問題，變化橫隔板之幾何形狀較變化橫隔板寬度有效。因此，有效降低鋼管受拉側之變形量、減少應力集中現象及提高接頭區勁度對鋼管混凝土梁柱接頭之行為有莫大的助益。