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5.1 結論

本研究共試驗四組試體,其中兩組為鋼管混凝土柱試體,柱尺寸為

350

350× ,鋼梁尺寸為H450×200×9×14,梁上翼板上側與梁下翼板下側的削 切鋼板厚度均為8 mm,並於試體 2 的鋼梁上架設傳統樓版;另兩組試體採 鋼筋混凝土柱柱尺寸為650×650,鋼梁尺寸為H500×200×10×16,由於此兩組 試體先前已經試驗過,但僅有削切鋼板斷裂,所以在實驗進行前先將此兩 組試體的削切鋼板進行替換,而梁上翼板上側的削切鋼板為 4 mm 厚,梁 下翼板下側的削切鋼板為 8 mm 厚,並於試體 4 的鋼梁上架設樓版,但在 小梁上不施打剪力釘。四組試體在相同的載重歷時下進行反覆載重試驗,

以觀察消能元件厚度不對稱及樓版對於預力梁柱接合系統的影響。針對實 驗現象與結果分析,可歸納出以下幾點結論:

1. 因為試體 3 在梁上翼板上側的削切鋼板厚度為 4 mm,梁下翼板下側削 切鋼板的厚度為 8 mm,所以在千斤頂往負方向作用時彎矩的遲滯迴圈 較千斤頂往正方向作用時小,造成正向與負向的遲滯迴圈形狀不對稱。

2. 由於試體 2 在千斤頂往負方向作用時,鋼筋、鋼絲網及鋼承板承受拉力,

所以造成中性軸位置較試體 1 高(圖 3.15),但是剛體旋轉角較試體 1 小(圖 3.16)。且在梁端彎矩貢獻量中(圖 4.19)發現鋼筋、鋼絲網及鋼 承板均佔有不小的比例,所以造成遲滯迴圈與試體 1 明顯不同,迴圈形 狀不對稱。雖然在層間側位移角 θ = 0.02 弧度時,鋼梁已有降伏現象產 生,造成預力的損失,初始預力下降,在完成 0.05 弧度層間側位移角的 靜態載重歷時後,由於試體 2 有樓版的作用,因此殘留的預力大於試體 1 的預力。

3. 由於試體 4 在千斤頂往負方向作用時,雖然鋼筋、鋼絲網及鋼承板承受 拉力,但是中性軸位置與剛體旋轉角均與試體 3 接近(圖 3.35 及圖 3.36)。且由有限元素模擬分析發現鋼筋、鋼絲網及鋼承板均佔有不小的 比例,所以造成遲滯迴圈與試體 3 明顯不同,迴圈形狀不對稱。

4. 利用有限元素分析程式 ABAQUS(2003)則可模擬試體 3 梁翼板上下兩 側削切鋼板厚度不同時的整體行為,且梁端彎矩與梁端位移間的關係(圖 4.8)及梁中的應變分佈(圖 4.51 及圖 4.52)與實驗結果接近。有限元素 分析程式 ABAQUS(2003)亦可模擬試體 4 含樓版的整體行為,而得到 的梁端彎矩與梁端位移間的關係(圖 4.56)、梁中的應變分佈(圖 4.51 及圖 4.52)以及鋼筋、鋼絲網和鋼承板應變(圖 4.60 至圖 4.62)與實驗 結果接近。

5. 利用迭代法中的方法一來預測試體 2,雖然得到的中性軸位置與層間側 位移角間關係及剛體旋轉角與層間側位移角間關係和實驗結果有較明顯 的誤差,但整體趨勢與實驗結果接近,而同樣利用迭代法中的方法一來 預測試體 4,得到的中性軸位置與層間側位移角間關係、剛體旋轉角與 層間側位移角間關係以及彎矩皆和實驗結果接近,而由迭代法計算出的 樓版內鋼筋、鋼絲網及鋼承板應變也與實驗應變計量測到的結果接近。

6. 利用迭代法中的方法二來預測試體 2,雖然得到的中性軸位置與層間側 位移角間關係及剛體旋轉角與層間側位移角間關係和實驗結果有較明顯 的誤差,但與方法一相同整體趨勢與實驗結果接近,但是同樣利用迭代 法中的方法二來預測試體 4,得到的中性軸位置與層間側位移角間關 係、剛體旋轉角與層間側位移角間關係以及彎矩皆和實驗結果有明顯的 誤差,而由迭代法計算出的樓版內鋼筋、鋼絲網及鋼承板應變也與實驗 應變計量測到的結果有較大的差異。

5.2 建議

預力梁柱接合系統具有在經歷地震後自行復位的能力,可以減少地震 過後結構物修復的成本,但在預力梁柱系統中架設樓版會對於自行復位的 能力造成影響,依據本研究可提出以下幾點建議:

1. 本次研究中使用的削切鋼板有 A36 及 SS 400 兩種材質,但發現 SS 400 鋼材韌性不佳,在較大的層間側位移角下易斷裂,所以在之後的研究中 削切鋼板應採用 A36 或韌性較佳鋼材,使削切鋼板在較大的層間位移 角下,仍可提供消能能力。

2. 於預力梁柱接合系統中架設傳統樓版,會對於預力系統自行復位的能力 造成相當大的影響,雖然改變梁上翼板上側的削切鋼板厚度,並在小梁 上不施打剪力釘,能減少樓版對於預力系統自行復位的能力,但樓版內 鋼絲網斷裂造成樓版毀損仍是一需克服的問題。