鋼梁與SRC柱之梁柱接頭耐震性能之理論分析研究

Abstract

鋼骨鋼筋混凝土構造（Steel Reinforced Concrete，SRC）設計之目標在於有效 結合鋼骨（S）與鋼筋混凝土（RC）兩種構造，使它兼具這兩種構造的優點。本研 究擬探討「鋼樑與SRC 柱」結合之樑柱接頭的耐震行為，此種樑柱結構系統主要 的特點在於能夠利用SRC 柱在抗壓、防火與勁度方面的長處，又可以發揮鋼樑在 韌性方面之優點，同時避開傳統SRC 梁施工較為複雜的缺點。 雖然「鋼樑與SRC 柱」結合之樑柱接頭具有許多結構力學與建築功能方面的 優點，不過根據文獻調查結果顯示，這種樑柱接頭的實驗資料甚少，為了探討其耐 震能力，因此本研究擬利用最近在交通大學大型結構實驗室完成之七組大尺寸的鋼 梁接SRC 柱之樑柱接頭實驗資料（實驗結果顯示所有樑柱接頭試體在反覆載重下 均發展出穩定的遲滯迴圈與良好的塑性鉸），深入分析此種樑柱接頭之力學行為與 破壞模式，以作為評估這種樑柱接頭耐震性能之依據。實驗結果亦發現，所有樑柱 接頭處之鋼樑均在離開SRC 柱混凝土表面外約20 公分處發展出良好的塑性鉸，試 體之層間變位角均明顯超過AISC Seismic Provisions 所訂4 % 弧度之要求，且樑柱 接頭區之混凝土均大致保持良好，沒有明顯開裂現象。 本研究期望深入分析「鋼樑與SRC 柱」結合之樑柱接頭的耐震行為。主要將 探討影響此種樑柱接頭髮揮優良韌性變形能力之重要參數，包括樑柱接頭處之應力 傳遞機制，強柱弱梁之影響，樑柱接頭區之剪力強度，樑柱接頭區箍筋之圍束效果， 接頭區的混凝土對鋼樑的束制效應及該區的混凝土是否具有保護鋼骨樑柱接頭銲 道的功能等。基於先前已完成之實驗結果，本研究期望能夠從理論分析的角度提供 學術界對「鋼樑接SRC 柱」結合之樑柱接頭耐震行為之進一步瞭解，建立相關力學 分析模式，並嘗試發展一套合理的設計方法供工程界參考。