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依據目前規範設計完成的 SCBF 構架,中小地震作用下具有良好的 彈性性能反應,然而較大地震時受壓斜撐先發生挫屈,斜撐受壓挫屈仍 造成系統勁度與強度的大幅縮減,藉由面外變形所產生之的塑性鉸的消 能能力也甚低。本研究採用強斜撐、弱接合板的設計理念,使用低降伏 鋼作為接合板的材料,如果斜撐在挫屈之前接合板就已先行產生軸力降 伏,除可提昇 SCBF 系統的耐震消能能力,避免或減少斜撐整體挫屈發 生時的側向位移與對應的面外變形,並可減少拉壓斜撐平衡配置的限 制。過去文獻已就低降伏鋼接合板之單向載重進行試驗以了解基本的受 力行為 但仍不足以充分了解其耐震特性,本文之目的即在探討不同接

合條件的低降伏鋼接合板承受反復載重時的強度變形關係 藉由勁度 強度變形能力與消能能力的比較,進而提出相關耐震設計的建議,本研 究採用非線性有限元素分析及反復載重試驗的方法進行低降伏鋼接合 板耐震性能研究。有限元素非線性分析雖然仍有其限制,包含材料性 質、幾何模擬、殘餘應力、螺栓預力、摩擦面性質元素類型;網格分割、

數值分析方式等參數都會影響分析結果之準確性,但針對變化模型特定 參數後所進行之分析結果比較而言,以非線性有限元素法進行參數定性 分析的方式仍是最經濟最有效率的方法。而進行結合板試驗的方式除可 檢驗有限分析方法的準確性,最重要的目的在於量化接合板強度與變形 的特性,回饋檢核設計強度計算方式與參數以提供合理之設計方法。

本研究論文之整體架構如下所述:

第壹章:詳述本研究之背景、研究動機與目的 文獻回顧 研究方法 與內容。

第貳章:藉由探討回顧國內外學者對於斜撐構材、其與接合板或其 斜撐構架之研究成果,瞭解於斜撐構材或接合板之研究現況,闡述現行 規範對於其設計與強度計算之規定;並且提出含梯形接合板之斜撐構材 之設計概念與研究參數。

第參章:採 ANSYS 有限元素分析介紹,包含軟體操作方式,並針

對分析方法中之基本假設、模型建立、材料及邊界設定與位移歷時加載 加以解說,以及分析模型之參數研究與分析成果之討論。

第肆章:根據有限元素分析之結果進行斜撐構材試體之設計與實驗 設置規劃與實驗結果與討論。

第伍章:實驗模擬與分析,驗證分析模型,行為指標探討。

第陸章:本論文之結論及建議

第貳章 特殊同心斜撐構架系統

2.1 前言

同心斜撐構架系統之規劃以構件中心線相交於一點為基本原則因 此載重傳遞直接而有效率,具良好之平面內勁度與彈性強度,符合彈性 設計所需的鋼骨量平均較低,特殊同心斜撐構架則同時考慮構架承受側 向非線性變形能力以符合耐震的需求,常單獨或採二元系統作為側力抵 抗系統。

本研究以特殊同心斜撐構架中之接合板為探討對象,因此首先必須 了解特殊同心斜撐的設計需求,才能確認弱接合板之性能需求以符合耐 震設計規範之需求。