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研究發現與初步建議

第五章 其它建議新增或修訂之條文與解說

5.8 SRC 梁柱接頭採用補強或減弱式接頭之必要性探討

5.8.2 研究發現與初步建議

一般鋼結構梁柱接頭採用「補強」或「減弱」式接頭之主要目的,在於使梁柱 接頭最大受力位置由梁柱交界面移開,以避免梁柱交界面銲道破壞。不過值得注意 的是,SRC 構造於梁柱接頭處,SRC 柱中除了鋼骨之外,外層尚有鋼筋混凝土存 在;而SRC 梁柱「接頭區的鋼筋混凝土」可以對插入接頭區之鋼梁提供有效的束 制,扮演類似「補強式接頭」的角色,使得鋼梁與SRC 柱中鋼骨接合處之銲道受 到接頭區鋼筋混凝土的保護。

第五章 其它建議新增或修訂之條文與解說

SRC1-VR1.38 4.77 3.74

SRC2-VR1.15 6.20 5.48

SRC3-VR0.98 4.77 3.81

徐振益

SRC1-MR2.24 5.24 4.14

SRC2-MR1.26 5.23 3.99

楊宗翰

(2008)[37] SRC2-BOX-S

未減弱(未切削翼板 未補強(未加銲蓋板)

鋼樑上形成

良好塑性鉸 6.68 5.73

如表5.2 所示,楊宗翰[43]、徐振益[44]、Weng 等[37]等在滿足強柱弱梁及接 頭區剪力強度等條件下,針對此一主題進行一系列大尺寸且鋼梁未經減弱(切削)或 補強之SRC 梁柱接頭反復載重試驗。試驗結果發現,SRC 梁柱接頭區由於鋼梁受 到SRC 柱混凝土的圍束,雖然鋼梁並無減弱(切削)或補強,但仍可在離開 SRC 柱 面外發展出所需之塑性轉角,且梁柱接頭區之混凝土均保持良好狀態無嚴重開裂情 形,如照片5.1 至 5.3 所示。另外,如圖 5.6 至圖 5.8 所示,試體之遲滯迴圈均相當 飽滿,顯示此種形式之 SRC 梁柱接頭,雖然鋼梁並無減弱(切削)或補強,但仍可 充分發揮韌性,達到保護鋼梁與SRC 柱中鋼骨接合處銲道之目的。

再者,翁正強等[45]進行三組採用「五螺箍」SRC 柱之大尺寸梁柱接頭反復載 重試驗,其中一組採用SRC 柱接鋼梁,另兩組採用 SRC 柱接 SRC 梁(三組鋼梁 均未減弱或補強)。試驗結果發現,三組 SRC 梁柱接頭試體之層間變位角均可達 4.0%弧度,梁之塑性轉角亦大於 3.0%弧度。此外,反復載重遲滯迴圈相當飽滿,

且當層間變位角到達4.0%弧度時,梁之彎矩強度仍可維持大於 80%之極限彎矩強 度,亦即沒有發生強度驟降的情形,顯示SRC 梁柱接頭之鋼梁並未減弱(切削)

或補強,仍具有優越之抗震能力。

綜合以上之分析討論與一系列的大尺寸SRC 梁柱接頭往復載重之實驗結果,

本研究小組初步建議,當採用SRC 梁柱接頭時,在滿足強柱弱梁及接頭區具有足 夠的剪力強度等條件下,SRC 梁柱接頭區的鋼筋混凝土可以扮演類似「補強式接 頭」的角色,因此其鋼梁可以不採取減弱(翼板切削)或補強(加銲蓋板或肋板)

措施。

第五章 其它建議新增或修訂之條文與解說

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圖 5.5 SRC 構造接頭區混凝土扮演「補強式接頭」之功能 (資料來源:本研究繪製)

銲道(鋼梁與柱中鋼 骨之交界面)

鋼梁與 SRC 柱混凝 土表面之交界面

鋼梁 外層鋼筋混凝土

柱中鋼骨

銲道

鋼梁與SRC 柱混凝土 表面之交界面

鋼梁

柱中鋼骨

接頭區鋼筋混凝土 扮演類似「補強式 接頭」之功能

(a) 試體 SRC2-VR1.15

(b) 試體 SRC3-VR0.98

圖 5.6 鋼梁接 SRC 柱之反復載重與位移遲滯迴圈圖 (資料來源:參考書目 44)

第五章 其它建議新增或修訂之條文與解說

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(c) 試體 SRC4-VR0.82

圖 5.6 鋼梁接 SRC 柱之反復載重與位移遲滯迴圈圖(續) (資料來源:參考書目 44)

(a) 試體 SRC1

圖 5.7 鋼梁接 SRC 柱之反復載重與位移遲滯迴圈圖 (資料來源:參考書目 43)

(b) 試體 SRC2

(c) 試體 SRC3

圖 5.7 鋼梁接 SRC 柱之反復載重與位移遲滯迴圈圖(續) (資料來源:參考書目 43)

-150 -100 -50 0 50 100 150

Displacement (mm)

-800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800

Load (kN)

-1600 -1200 -800 -400 0 400 800 1200 1600

Beam Moment (kN-m)

-6 -4 -2 0 2 4 6

Story Drift Angle (% rad)

Specimen SRC2

+Pu:765 kN

-Pu:702 kN

第五章 其它建議新增或修訂之條文與解說

Beam Moment (kN-m)

-6 -4 -2 0 2 4 6

Story Drift Angle ( % rad)

(a) 試體 SRC1-BOX-N

Beam Moment (kN-m)

-6 -4 -2 0 2 4 6

Story Drift Angle ( % rad)

(b) 試體 SRC2-BOX-S

圖 5.8 鋼梁接 SRC 柱之反復載重與位移遲滯迴圈圖 (資料來源:參考書目 37)

(a) 試體SRC2-VR1.15位移13Δy時(Story Drift Angle θt= 6.20 %)

(b) 試體 SRC3-VR0.98 位移 10Δy 時(Story Drift Angle θt= 4.77 %)

照片 5.1 鋼梁接 SRC 柱接頭試驗之鋼梁塑性變形情況 (資料來源:參考書目 44)

第五章 其它建議新增或修訂之條文與解說

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(c) 試體SRC4-VR0.82位移12Δy時(Story Drift Angle θt=5.73 %) 照片 5.1 鋼梁接 SRC 柱接頭試驗之鋼梁塑性變形情況(續)

(資料來源:參考書目 44)

(a) 試體 SRC1-MR2.24 位移 11Δy 時( Story Drift Angle θt = 5.24 % rad ) 照片 5.2 鋼梁接 SRC 柱接頭試驗之鋼梁塑性變形情況

(資料來源:參考書目 43)

(b) 試體 SRC2-MR1.26 位移 11Δy 時( Story Drift Angle θt = 5.23 % rad )

(c) 試體 SRC3-MR1.04 位移 13Δy 時( Story Drift Angle θt = 6.22 % rad) 照片 5.2 鋼梁接 SRC 柱接頭試驗之鋼梁塑性變形情況(續)

(資料來源:參考書目43)

第五章 其它建議新增或修訂之條文與解說

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(a) 試體SRC1-BOX-N位移12Δy時( Story Drift Angle θt = 6.2 % rad)

(b) 試體SRC2-BOX-S位移14Δy時( Story Drift Angle θt = 6.7 % rad) 照片 5.3 鋼梁接 SRC 柱接頭試驗之鋼梁塑性變形情況

(資料來源:參考書目 37)

第六章 結論與建議

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第六章 結論與建議