建議

1. 實務上梁柱構件與預力接合部分時，可以設計假安裝的元件，使 得梁柱接合時可以更為順暢，提升預力施加精準度。

2. 消能間柱的形式變化，未來亦可以考慮使用剪力降伏的消能方式。

參考文獻

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表 3.1 試體參數變化表

試體名稱 間柱尺寸 (mm) 間柱材質

bp d

M

M

(%)

P1M0 - - 30

P1M1 H 300×200×8×19 A572 Gr. 50 30 P1M2 H 300×200×8×25 A572 Gr. 50 30

表 3.2 試體材料性質表

Coupon Steel grade Fy (MPa)

Fu (MPa) Column web A572 Gr. 50 418 519 Column flange A572 Gr. 50 390 489 Beam web A572 Gr. 50 405 504 Beam flange A572 Gr. 50 382 500 P1M1 Supplemental Column web A572 Gr. 50 418 519 P1M1 Supplemental Column flange A572 Gr. 50 387 504 P1M2 Supplemental Column web A572 Gr. 50 424 519 P1M2 Supplemental Column flange A572 Gr. 50 398 562

表 3.3 試體理論數據表

Strand Specification Diameter (mm)

Area (mm²)

Yield Strength

(MPa)

Ultimate Strength (MPa)

Modulus of elasticity

(MPa) 15 mm

(0.6")

ASTM-A416

Grade 270 15.24 140 1670 1860 195000 表 3.5 荷重計規格表

Item

Load cell capacity

(kN)

External diameter (mm)

Internal diameter

(mm)

Length

(mm) Number N-200A 1964 100 160 150 4

表 4.1 試體 P1M0 各層間變位角首圈力量之比較表 (a) 正層間變位角

Story Drift (%) 理論值

V

th (kN)

試驗值

V

test (kN) Error (%)

0.375 129.99 115.33 10.51 0.50 140.46 136.72 2.66 0.75 145.69 158.38 -8.70

1.0 150.93 171.25 -13.46

1.5 161.40 185.17 -14.72

2.0 171.87 195.61 -13.81

3.0 192.81 213.10 -10.52

4.0 213.75 251.93 -17.86

(b) 負層間變位角

Story Drift (%) 理論值

V

_th (kN)

試驗值

V

_test (kN) Error (%)

-0.375 -129.99 -110.76 14.70 -0.50 -140.46 -134.85 3.99 -0.75 -145.69 -160.77 -10.35 -1.0 -150.93 -171.30 -13.49 -1.5 -161.40 -185.03 -14.64 -2.0 -171.87 -197.25 -14.76 -3.0 -192.81 -217.06 -12.57 -4.0 -213.75 -233.67 -9.31

表 4.2 試體 P1M1 各層間變位角首圈力量之比較表 (a) 正層間變位角

Story Drift (%) 理論值

V

th (kN)

試驗值

V

test (kN) Error (%) 0.375 214.43 187.54 12.54

0.50 233.95 224.68 3.96

0.75 273.07 269.13 1.44

1.0 298.61 301.32 -0.9

1.5 313.07 333.00 -6.36

2.0 327.53 352.50 -7.62

3.0 356.45 370.70 -3.99

(b) 負層間變位角

Story Drift (%) 理論值

V

_th (kN)

試驗值

V

_test (kN) Error (%)

-0.375 -214.43 -185.90 13.3 -0.50 -233.95 -224.40 4.08 -0.75 -273.07 -272.84 0.08 -1.0 -298.61 -301.80 -1.06 -1.5 -313.07 -334.10 -6.71 -2.0 -327.53 -355.20 -8.44 -3.0 -356.45 -369.10 -3.54

表 4.3 試體 P1M2 各層間變位角首圈力量之比較表 (a) 正層間變位角

Story Drift (%) 理論值

V

th (kN)

試驗值

V

test (kN) Error (%)

0.375 214.28 175.24 18.21

0.50 237.09 209.87 11.48

0.75 282.70 260.54 7.83

1.0 313.37 301.40 3.81

1.5 328.85 356.00 -8.25

2.0 344.33 387.20 -12.45

3.0 375.30 438.90 -16.94

(b) 負層間變位角

Story Drift (%) 理論值

V

_th (kN)

試驗值

V

_test (kN) Error (%)

-0.375 -214.28 -176.07 17.83 -0.50 -237.09 -214.81 9.39 -0.75 -282.70 -265.83 5.96

-1.0 -313.37 -299.88 4.3

-1.5 -328.85 -350.50 -6.58 -2.0 -344.33 -387.60 -12.56 -3.0 -375.30 -433.40 -15.48

表 4.4 理論與實驗值各階段勁度比較表

表 4.5 最大鋼絞線理論值與試驗值之誤差百分比 (a) 試體 P1M0

理論值 (kN) 實驗值 (kN) Error (%) MAX (+) % 1672.3 1579.1 5.57

MAX (-) % 1600.6 1529.3 4.45 (b) 試體 P1M1

理論值 (kN) 實驗值 (kN) Error (%) MAX (+) % 1739.9 1599.1 8.09

MAX (-) % 1521.3 1440.0 5.34 (c) 試體 P1M2

理論值 (kN) 實驗值 (kN) Error (%) MAX (+) % 1505.1 1445.1 3.98

MAX (-) % 1449.6 1391.6 4.00

圖 1.1 預力梁柱接頭梁柱接合面縫隙開啟示意圖

圖 1.2 預力梁柱子構架含消能間柱示意圖

θ

鋼梁

鋼柱

鋼絞線

鋼柱 鋼梁

消能間柱 鋼絞線

錨頭

圖 1.3 消能角鋼型預力鋼梁接 H 型柱梁柱接頭（Ricles et al. 2002）

圖 1.4 含消能鋼棒預力梁柱構架圖（Christopoulos et al. 2002b）

ED bar Post-tensioned strands

CFT column Steel beam

圖 1.5 消能鋼棒型預力鋼梁接 CFT 柱接頭（黃崇豪 2005）

圖 1.6 耐震間柱構架試驗裝置示意圖（魏國忠 1994）

圖 1.7 耐震間柱組裝示意圖（王宏遠 2000）

圖 2.1 預力構架梁柱接合面尚未開啟之變形示意圖 鋼絞線

消能間柱 鋼柱 鋼梁

圖 2.2 預力構架梁柱接合面開啟之變形示意圖

圖 2.3 預力構架梁柱接合面開啟消能間柱產生塑鉸之變形示意圖 鋼絞線

塑性鉸 鋼柱 鋼梁

θg 消能間柱

鋼絞線

消能間柱 鋼柱 鋼梁

θ_g

圖 2.4 傾角變位法並簡化計算示意圖

圖 2.6 上梁與下梁相對位移造成消能間柱受力變形示意圖

圖 2.7 上梁與間柱接合處自由體受力示意圖

B

E

δ

H

V

_B

V

_E FM_EB

FMBE

T

st

T

st

V

sc

T

st

+V

sc

/2

T

st

-V

sc

/2 B

A C

反曲點

圖 2.8 左側柱之自由體圖

P1M1 P1M0

-4 -3 -2Story drift (%)-1 0 1 2 3 4

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

D

isplacement (mm)

-500

La tera l f or ce ( kN)

圖 3.1 P1M0 與 P1M1 模擬曲線比較

P1M2 P1M1

-4 -3 -2Story drift (%)-1 0 1 2 3 4

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

D

isplacement (mm)

-500

La tera l f or ce ( kN)

圖 3.2 P1M1 與 P1M2 模擬曲線比較

Ground excitation

圖 3.3 結構物受地震水平力作用之變形示意圖

6860 mm

5000 mm

450 mm

7000 mm

6400 mm

3200 mm1600 mm

12@ 1000 mm

圖 3.4 試驗設置全貌

7000 mm 6450 mm 3200 mm1250 mm2000 mm 1600 mm

2750 mm

1

Section A-A

Section B-B

1

3 sides (TYP) 8

1000 mm

8 TYP 3 sides (TYP)

8 8 3 sides (TYP)

Section C-C

C

Section C1-C1

40 mmψHole

7 20 3@150 20 7

74@1507 150 mm

15 mm

150 mm

15 mm

Item 18

TYP 8

Item 20

Section D-D

279.4 mm

279.4 mm

500 mm

35 mm(+1mm)ψHole

171 mm

320 mm

15 mm 15 mm

35 mm(+1mm)ψHole

Item 4

279.4 mm

279.4 mm 520 mm

Section E-E

E

330 mm

600 mm

1 Fig.7

200mm 350 mm

985 mm

Section F1-F1

TYP

Section G-G Item 10

85 mm 15 mm

15 mm

Section H-H

26 mmψHole

120 mm

2@75mm 380 mm

200 mm

115 mm

25 mm

1

Fig.9

80 mm

80 mm

21

R=50

N

R=50 346 mm

10 mm

10

圖 3.13 試體設計圖之九

圖 3.14 Anchorage Plate 型號 SD-6807

Fig.9

A B

Anchorage plate SD-6807

3 5 4 2 6

1 4

6 3 1 5 2

圖 3.15 預力施加次序編號示意圖

圖 3.16 鉸接座

MTS1 MTS2

圖 3.17 油壓致動器位置示意圖

65

65

65

65 65

65

圖

3.18

試體量測儀器架設位置

Dial gauge

Tilt meter

50

2@65 4@65

227.5

Section C-C

Section A-A

Section B-B

圖

3.19

試驗測試用應變計的位置

FRA strain gauge YFLA strain gauge

Peak displacement ( mm )

Number of cycles

24 32 48 64 96 128 192 256

6 6 6 4 2 2 2 2

加載速率：2 mm/sec

Interstory drift angle (% )

圖 3.20 預力梁柱子結構含消能間柱試驗之位移歷時

-4 -3 -2Story drift (%)-1 0 1 2 3 4

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

D

isplacement (mm)

-500

L atera l force ( k N)

圖 4.1 試體 P1M0 遲滯迴圈圖

-4 -3 -2Story drift (%)-1 0 1 2 3 4

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

D

isplacement (mm)

-500

L at era l fo rce ( kN)

圖 4.2 試體 P1M1 遲滯迴圈圖

-4 -3 -2Story drift (%)-1 0 1 2 3 4

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

D

isplacement (mm)

-500

L at era l fo rce ( kN)

圖 4.3 試體 P1M2 遲滯迴圈圖

P1M0 P1M1

-4 -3 -2Story drift (%)-1 0 1 2 3 4

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

D

isplacement (mm)

-500

L at era l fo rce ( kN)

圖 4.4 試體 P1M0 與 P1M1 之試驗結果比較

P1M1 P1M2

-4 -3 -2Story drift (%)-1 0 1 2 3 4

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

D

isplacement (mm)

-500

L at era l fo rce ( kN)

圖 4.5 試體 P1M1 與 P1M2 之試驗結果比較

65

Story drift

0

G ap op en in g ( m m )

CH.20

-0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

Story drift

0

G ap op en in g ( m m )

CH.20

Story drift

0

G ap op en in g ( m m )

CH.20

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Distance from beam face (mm)

-0.03

Distance from beam face (mm)

-0.01

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Distance from beam face (mm)

-0.01

Column d

isplacement (mm)

-500

L atera l fo rce (kN )

MTS2-Outer MTS1-Inner

圖 4.13 試體 P1M1 MTS 側向力與位移遲滯迴圈

-4 -3 -2Story drift (%)-1 0 1 2 3 4

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

Column d

isplacement (mm)

-500

L atera l f orce (kN )

MTS2-Outer MTS1-Inner

圖 4.14 試體 P1M2 MTS 側向力與位移遲滯迴圈

-4 -3 -2Story drift (%)-1 0 1 2 3 4

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

Column d

isplacement (mm)

-500

L atera l fo rce (kN )

MTS2-Outer MTS1-Inner

圖 4.15 試體 P1M3 MTS 側向力與位移遲滯迴圈

-0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

Story drift

0 0.01 0.02 0.03 0.04

Gap opening (%)

CH.20 CH.21

-0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

Story drift

0 0.01 0.02 0.03 0.04

Gap opening (%)

CH.23 CH.22

-0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

Story drift

0 0.01 0.02 0.03 0.04

Gap opening (%)

CH.24 CH.25

圖 4.16 試體 P1M0 層間變位角與梁柱接合面開啟角度圖

-0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

Story drift

0 0.01 0.02 0.03 0.04

Gap opening (%)

CH.20 CH.21

-0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

Story drift

0 0.01 0.02 0.03 0.04

Gap opening (%)

CH.23 CH.22

-0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

Story drift

0 0.01 0.02 0.03 0.04

Gap opening (%)

CH.24 CH.25

-0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

Story drift

0 0.01 0.02 0.03 0.04

Gap opening (%)

CH.20 CH.21

-0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

Story drift

0 0.01 0.02 0.03 0.04

Gap opening (%)

CH.23 CH.22

-0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

Story drift

0 0.01 0.02 0.03 0.04

Gap opening (%)

CH.24 CH.25

D

isplacement (mm)

-500

L at era l fo rce ( kN)

圖 4.19 P1M0 理論模擬與實驗遲滯迴圈比較

Predicted Test

-4 -3 -2Story drift (%)-1 0 1 2 3 4

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

D

isplacement (mm)

-500

L at era l fo rce ( kN)

圖 4.20 P1M1 理論模擬與實驗遲滯迴圈比較

Predicted Test

-4 -3 -2Story drift (%)-1 0 1 2 3 4

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

D

isplacement (mm)

-500

L ater al fo rc e

圖 4.21 P1M2 理論模擬與實驗遲滯迴圈比較

Specimen P1M0 Predicted Lower Beam

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

St ra nds f or ce ( kN )

圖 4.22 P1M0 下梁鋼絞線內力試驗與理論值比較

Specimen P1M1 Predicted Lower Beam

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

St ra nds f or ce ( kN )

圖 4.23 P1M1 下梁鋼絞線內力試驗與理論值比較

Specimen P1M2 Predicted Lower Beam

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

Gap opening (%)

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

St ra nds f or ce ( kN )

圖 4.24 P1M2 下梁鋼絞線內力試驗與理論值比較

在文檔中 預力梁柱子結構含消能間柱之行為 (頁 48-89)