鋼構造抗彎接頭耐震行為(III)

Abstract

1994 年美國北嶺與1995 年日本阪神地震，造成許多鋼構造建築物的樑柱接頭遭受 嚴重的損傷並顯現出脆性的破壞。震後國內外進行甚多的研究以改善鋼骨樑柱接頭的 耐震能力與韌性。本計畫第一年度(93 年度)之研究採用將梁翼局部擴大之型式配合應 用於托梁接合接頭，成果證實可使箱型柱抗彎矩接頭髮揮應有的耐震能力。有限元素 分析與實尺寸樑柱接頭試驗顯示，擴翼型式接頭可使塑鉸產生於遠離柱面之鋼樑上並 降低樑柱交接面之應力應變需求，接頭具有良好的遲滯消能能力，塑性轉角可達4% 弧 度以上。第二年度(94 年度)進一步針對此型式接頭之接合細部及施工程序進行改良研 究，以應用於工程實務上。本年度研究計畫主要依據前兩年之研究成果改良梁擴翼板 的型式，擬採用梯度擴翼型式之樑柱接頭進行一系列之探討。設計理念擬依據樑柱接 頭於地震作用下之需求彎矩梯度，藉由擴大部分梁翼寬度使梁斷面之彎矩容量符合需 求彎矩梯度，於預選定之區域形成全段均勻降伏之塑性消能機制，以提供範圍更大且 更穩定的消能行為。本研究擬利用非線性有限元素分析，針對梯度擴翼式接頭不同的 設計參數，探討其對於樑柱接頭耐震行為之影響；並依據分析結果以實尺寸試體進行 樑柱接頭反覆載重試驗，以驗證接頭之耐震行為，期望發展耐震能力更可靠、韌性行 為更優良之箱型柱接頭型式及設計程序。