第四章 實尺寸試體實驗
第二節 建議
根據研究發現，本研究針對具協力桿件鋼骨梁柱接頭耐震性 能之研究，提出下列建議。
立即可行之建議-本案梁柱接頭經驗證符合規範需求，即可公開研 究成果供業界參考。
主辦機關：營建署
協辦單位：內政部建築研究所、各專業技師公會
具協力桿件鋼骨梁柱接頭實驗證實韌性行為能達 3%以上之 塑性轉角及 5%層間變位角，已符合國內規範要求梁柱接頭需達 3%之塑性轉角及美國 AISC(2002)要求需達 4%層間變位角，建議 可立即公開研究成果，並供工程業界參考。
立即可行之建議-本梁柱接頭之施工性，尚有改善空間，建議宜再 進行後續改善研究。
主辦機關：內政部建築研究所
協辦單位：各公私立大學或機關團體之結構力學研究室
目前梁柱接頭之施工性稍差，以致造價偏高，建議可再進一 步研提改善梁柱接頭細部設計之相關研究，以期使梁柱接頭能符 合市場需求，並利後續之推廣與使用。
中長期之建議-為提昇國內鋼構建築物之耐震性能，建議持續進行 優良耐震梁柱接頭之研發。
主辦機關：內政部建築研究所
協辦單位：各公私立大學或機關團體之結構力學研究室
現行國內鋼結構建築設計之規定，多半延襲美國與日本規範 之精神；惟台灣位處於環太平洋之地震帶，地震之發生頻繁，因 此如何能有效提升國內鋼結構建築物之耐震性能，必須進行長期 且大量投入相關之研究工作，並亦應納入研究機構之重點工作，
因此建議應加強既有鋼構建築物耐震能力之評估，以及持續進行 耐震梁柱接頭之研發。
第六章 結論與建議
具協力桿件鋼骨梁柱接頭耐震性能之研究
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附錄 審查意見與答覆
附錄 審查意見與答覆
一、期初審查意見與答覆
會議日期：94 年 2 月 24 日 主持人：何明錦副所長 報告人：陳誠直
王亭復委員：
1. 研究團隊具鋼構架梁柱接頭耐震性能試驗研究之經驗，為本研 究案甚適合人選。
答覆：銘謝賜教。
2. 本案所提擬採用支撐桿件方法，研究團隊已提出施工上需考慮 協力桿件安裝時與梁柱接合處之困難處，其可行性似宜先予解 決再進行下一步驟之模型數學分析及實尺寸接頭試驗。
答覆：協力桿件之安裝與施工確有其困難度，惟尚為可行。
3. 本案所提方法除先評估其施工性外，亦宜檢討所增加施工成 本，如增加柱內之一對水平連續板，一對槽型鋼；以及其是否 能確認梁塑性鉸外移或仍在柱面處產生塑性鉸而梁翼全滲透銲 處不先行裂開。
具協力桿件鋼骨梁柱接頭耐震性能之研究
答覆：此協力桿件接頭研究目的，在於藉由協力桿件提供反向 彎矩以降低梁柱接面之彎矩，使梁最大彎矩產生於支撐處而非 梁柱接面，塑性鉸外移減少梁翼全滲透銲處裂開的可能，目前 協力桿件之施工性不佳，尚待進一步研究。
4. 支撐塊反力是否會造成翼板先行局部破壞，應與協力桿件尺 寸、長度有關，為一複雜之力學構件，可待研究團隊研究擬出 一分析模式。
答覆：藉由理論推導得知，支撐塊反力大小與協力桿件勁度、
長度有關，勁度大或長度短會使協力桿件提供較大的反力。有 限元素分析發現，梁翼板支撐處未加勁將造成局部高應力與大 變形。於試體設計時，支撐處梁斷面增加加勁板來防止其局部 破壞。
5. 本案原則上應可行，其成果未來可能成為一項專利申請案。
答覆：此案之創見已有國內專利。
陳正誠委員：
1. 計畫名稱與計畫內容不甚相符。
答覆：本計畫名稱已由「鋼骨結構耐震梁柱接頭性能研究」修 改為「具協力桿件鋼骨梁柱接頭耐震性能之研究」。
附錄 審查意見與答覆
爭力甚低。
答覆：本研究所提出的協力桿件接頭與現有梁柱接頭相比，確 實較為費工耗材，但由一系列的研究，確實能讓梁柱接頭發揮 其韌性能力的新式接頭。
3. 本案提出之方法，假如協力桿件全數在工廠銲接的話，梁之現 場吊裝將遇到很大的困難。若是現場銲接的話，施工性及銲接 品質將非常難以控制。
答覆：協力桿件之另一施工方式為與一小段托梁可在工廠銲接 於柱面，採用托梁方式將可減低現場吊裝的困難與現場之銲 接。
鍾肇滿委員：
1. 本研究計劃旨在探討以協力桿件補強梁柱接頭抗彎矩能力之可 行性，建議在研究時，亦請一併探討其剪力強度，以為耐震設 計之參考依據。
答覆：協力桿件之存在，將對梁產生反作用力，進而影響梁支 撐段之剪力，隨著協力桿件勁度及尺寸的改變，梁支撐段將可 能有剪力降伏之機制。
蔡益超委員：
1. 研究包括非線性有限元素分析，實體試驗及設計方法、施工細
具協力桿件鋼骨梁柱接頭耐震性能之研究
部，相當完整。
答覆：銘謝賜教。
2. 加支撐桿件，箱型柱需多加兩塊連接板，會不會因與梁翼之連 續板太近而不易施工？加槽型鋼支撐桿件，要在箱型柱上銲 接，需考慮有無足夠空間。另外剪力接合方式如何？
答覆：協力桿件深度之設計與梁深之差異不宜過大，以避免箱 型柱柱內連接板之需求。槽型鋼協力桿件之俯銲銲接將有空間 不足之問題，因而仰銲不可避免。剪力接合可採傳統剪力板之 型式。
3. 如採用垂直肋板，直接銲在柱上，後面無需連接板或加勁板，
是否可行？
答覆：如採用垂直肋板之協力桿件，在提供相同勁度及受力時 不發生側向扭轉挫屈及寬厚比符合規範規定的情況下，需要較 大的斷面尺寸，此時會有與柱接合處銲接量過大的問題。
邱昌平委員：
1. 本案主要擬採一對槽型鋼協力桿件於主梁梁端共同分擔端部剪 力與彎矩，是一大膽之創意。
答覆：銘謝賜教。
附錄 審查意見與答覆
2. 本案是否可行，在經濟性已很明顯是費工費材的作法，而在施 工性上也是困難又費工，且準確性不易掌握。
答覆：不諱言其經濟性及施工性較差，但研究成果證實確實可 達到優良之韌性行為。
3. 在決定採用之前，宜先以有限元素分析梁端部與箱型柱部份之 受力狀況，先期掌握力的傳遞及大小，以了解此構想之可行性。
答覆：本研究以有限元素軟體進行分析模擬，掌握力之傳遞。
4. 此桿件該多深、多長，應依何準則決定。
答覆：設計協力桿件時，應先決定柱面彎矩及協力桿件長度，
進而由式(2-5)可計算協力桿件之彈性勁度ks值，由ks值可求得 協力桿件之慣性矩，進而設計協力桿件斷面尺寸。
5. 採用「協力桿件」較「支撐桿件」可能較適宜。
答覆：已修改為協力桿件。
具協力桿件鋼骨梁柱接頭耐震性能之研究
二、期中審查意見與答覆
會議日期：94 年 8 月 2 日 主持人：丁育群所長 報告人：陳誠直 陳正誠委員：
1. 本案所提梁柱接頭的施工性差，現場施工會有很大的困難，除 非有創意性的突破，否則可行性非常值得懷疑，而進行試驗的 投資報酬率可能非常低。
答覆：試體之設計盡所能考量施工性，雖較費工及造價高，但 仍有不錯的成果。
2. 建議對所設計的試體進行造價評估，並與現行常用之梁柱接頭 作比較。
答覆：目前研究之目的為了瞭解協力桿件接頭之行為及可行 性，規劃的槽型及箱型協力桿件因增加了鋼材及銲接用量，造 價理當比一般梁柱接頭高，但實驗結果顯示可以達到預期之結 果，並符合規範的要求。
3. 本案梁柱接頭對施工精度的要求可藉由分析的方法探討之，建 議先以分析方法進行精度要求的探討。
附錄 審查意見與答覆
答覆：理論分析上支撐塊與梁翼板之間無間隙時有最佳之行 為，依此原則製作試體。
4. 所設計之試體在協力桿件與柱接合處應增設橫隔板，以利協力 桿件將應力傳入柱內。
答覆：本研究三組試體，其協力桿件與柱接合處，因協力桿件 翼板與梁翼板之間距約為 5 cm，並無設置柱內之橫隔板，試驗 結果顯示並無不利之影響。
蔡益超委員：
1. 協力桿件承擔之力量R會不會很大，以致用兩個槽型鋼之剪力 強度與彎矩強度不足使其保持彈性。
答覆：為足以降低梁柱接面處之彎矩，協力桿件之作用力R將 不小，為使協力桿件仍維持在彈性範圍，槽型鋼之翼板與腹板 厚度需適當設計之。
2. 協力桿件端點達My後，增加的外力P會大部分由協力桿件承 擔，在設計協力桿件時需考慮。
答覆：協力桿件之設計為使協力桿件端點不達到其My。
3. 協力桿件端點靠內的主梁部份，既產生剪力降伏，又發生彎矩 降伏，是否會有問題。
具協力桿件鋼骨梁柱接頭耐震性能之研究
答覆：理論上試體將只產生一種降伏情況。
林炳宏委員：
1. 研究的目的為降低梁柱接面處彎矩需求，但提出的「槽型鋼協 力桿件」與「箱型斷面協力桿件」在柱面上並未減少彎矩，又 集中在梁端與柱面小面積內。柱面處的應力複雜度反而比傳統 蓋板接頭高應注意。
答覆：協力桿件與梁於柱面彎矩總合將與單獨梁一致，但增加 協力桿件，梁於柱面之彎矩將降低。
2. 支撐塊之存在為傳遞集中力予協力桿件，但改變了剪力傳遞路 徑。如「槽型鋼協力桿件」中鋼梁翼板承受集中力，在實務上 應如何克服可再討論。
答覆：鋼梁翼板承受集中力，易造成梁翼板發生局部挫屈變 形，但支撐處之梁翼板是不容許變形，所以必須在支撐位置做 加勁補強的措施。
邱昌平委員：
邱昌平委員：