結論
本文針對國內鋼構造建築常見之 H 型梁-箱型柱接合的彎矩梁柱接頭進 行實尺寸梁柱構件之高溫結構實驗,應用商用軟體建立有限元素數值分析 驗證模型。本文中所建立之有限元素分析模型,將可運用於梁柱接頭在高 溫下的各種參數分析之用,分析結果總結如下:
1.文中數值結果顯示分析所得的梁端位移變位與接頭區相對轉角趨勢 與實驗結果相符。
2.透過不同受火面分析模擬發現,無論一般鋼材或是耐火鋼材,有側撐 部份的防火時效先後為四面受熱方式<三面受熱方式<兩面受熱方 式,無側撐部分的防火時效先後為兩面受熱方式<四面受熱方式<三 面受熱方式;惟分析模式所得尚無實驗結果可資比對,其適用性尚 待釐清。
3.目前構件防火時效認定均以四面受熱方式為主,經本文分析當梁柱接 頭結構承受兩面受熱方式且無充分側撐的條件下,與四面受熱方式 與三面受熱方式的結果相比較不安全,因為兩面受熱的接頭結構發 生扭轉情形而提早破壞。
4.火場模擬與結構行為耦合之介面與分析模式之建立,經與實驗資料相 比對結果,具有某程度上之ㄧ致性,顯示研究中所提轉換分析步驟 為一可行方法。
建議
建議一
梁柱接頭兩面受熱方式的實尺寸結構實驗規劃:立即可行之建議 主辦機關:內政部建築研究所
協辦機關:
在本研究中由於三面受熱之結構行為與四面受熱之結構行為經分析 結果差異不大(有、無側撐皆然),惟二面受熱(無側撐)之防火時效與三 面或四面受熱行為有所差異,因尚無相關實驗資料可供比對,故建議進 行二面受熱之構件相關火害行為研究規劃。
建議二
建築室內火災行為與結構安全之研究:中長期建議 主辦機關:內政部建築研究所
協辦機關:
自 911 雙子星大樓倒塌後,美國 NCST(National Construction Safety Team)彙整相關研究,建議未來應對於真實火災與結構行為間之電腦分 析方法加以探討,包含火災發生時物件延燒、閃然發生至全盛期與降溫
階段甚至結構倒塌等模擬,以建構完整對於火災-結構(Fire-Structure)分析介面與整合等有其必要性。
附錄一
期中報告審查意見答覆表
審查意見 辦理情形
依 據 美 國 UL 所 公 佈 之 Fire Resistance Directory 提列防火時效 與防火被覆材料厚度,常因有無束制與 非束制條件有許多差異。(P.V1 有無側 撐皆然)
本研究尚無含括被覆材相關性質研究
如要進行二面受熱構件試體測試,建議 除了中鋼 SN490- B,SN490C-FR 鋼材 外,應採用國內目前一般大樓常用之鋼
見研究團隊針對四面受火之數值模型
用之題目或其他機制以防挫屈
分析程式中採用 ABAQUS,元素採用 C3D8I,報告中建議增列 C3D8I 元素之 介紹
附錄二
文獻 Wickstrom(2007)未列入參考文獻中
報告中所提出之 Fire-Structure 分 析,可在 貴所日後相關實驗予以再驗 證
將於後續研究實驗加以參酌
研究團隊在數值模形之建立已獲致不 錯 之 成 果 , 日 後 可 以 利 用 Fire-Structure 模型分析 貴所進行之相關 結構火害實驗,以累積模擬經驗
升溫曲線,是否為試驗資料 Fig2. 12~2.15。
分析結果最後為下翼板挫屈,挫屈前斷 面是否因溫度升高而達到降伏
挫屈前斷面因溫度升高而達到降伏 圖 2.16、2.18、2.20、2.26、2.28、
2.30 所指溫度是指哪理的溫度,依據
火場鑑定最主要之因素在構材強度減 損程度後之殘餘強度,建議能有更具體 之結論與建議,如數值或公式
受限於國內鋼材火害資料庫來源不易 取得,具體建議尚付之闕如
研究結論宜朝原規劃之目的收斂撰寫 成果報告
以於摘要中加以歸納 火源設定位置與非均勻火場溫度分布
之行為描述宜再加強
已於 P80 中加以敘述 本研究已能以溫度-時間來標示,以便
與 ISO-834 等標準曲線來比對,是一大 進步
謝謝指正
在標準平均爐溫下,同一時間點的試體 溫度溫差很大,例如圖 2-12,於 26min 時就差到將近 400 度,其他亦同。惟所 使用之材料是裸鋼,如此似乎不做防火 被覆亦可以符合防火時效的要求,請查 明。如有後續溫度時間曲線就可以得到 比較清楚的印證
後續研究相向將配合修正
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