鋼骨抗彎梁柱接頭之修復

梁柱接頭的修復實驗方式是根據北嶺地震前設計方法製造梁柱接頭試體，以 一般試驗裝置，於梁端施加外力至其破壞為止，再依據其破壞情況，給予不同之 修復方式。實驗所採用的主要修復方式包括：

1. 不增設任何構件，只針對受損部分進行修補（FEMA 1997a）

2. 於梁之下方設置托肩（FEMA 1997a、Uang et al. 1998）

3. 於梁之上下方皆設置托肩（FEMA 1997a、Uang et al. 1998）

4. 於梁之下方設置托肩且於上方設置蓋板（FEMA 1997a）

5. 於梁之兩側設置側板（Nelson 1995）

各種修復細節包括：

1. 將受破壞之銲道移除並重新施作。

2. 以強度更高或較厚之平板更新受損之梁翼板。

3. 將受損之梁翼板移除，並於下方加銲一長度較長之平板。

4. 將受損之梁翼板及梁腹板移除，以相同強度或較高強度之 T 形板更新。

5. 將受損之柱翼板部份移除，並以銲材填補。

6. 更新受損之柱翼板、柱腹板，連續板亦一併更新。

7. 更新受損之剪力螺栓。

8. 將所有之剪力螺栓移除，並於另一側的梁腹板上加銲一疊合板。將梁腹板與 柱翼板施作填角銲接合。

以下略述文獻中各試體修復前的破壞情形、詳細的修復步驟以及實驗結果，

其中最大塑性轉角的定義為破壞時之塑性轉角或者是強度衰減至原強度 80﹪時 之塑性轉角。

6.1.1 梁下翼板下方設置三角形托肩之修復方式

UCSD-1R（FEMA 1997a）在修復前的主要破壞為梁之下翼板與柱翼板間之 銲道、下翼板之熱影響區開裂破壞。修復方式為：（1）更新受損的剪力螺栓、（2）

將梁之下翼板由柱面接合處至扇形開孔部份移除、（3）設置一三角形托肩於梁之 下翼板下方，托肩與梁翼板及柱翼板以銲接接合，在托肩與柱翼板接合處等高之 位置增加連續板於柱內側、在托肩與梁接合處增加一高度為二分之一梁深的垂直 加勁板。詳如圖6.1。修復後最大塑性轉角為 2.5﹪弧度，破壞模式為：梁下翼板 局部挫屈、托肩及垂直加勁板降伏、靠近下翼板附近之梁腹板側向扭轉挫屈、梁 上翼板嚴重局部挫屈及破裂、梁上翼板靠近背墊板附近之下表面破裂。

UCSD-3R（FEMA 1997a）在修復前的主要破壞包含下列部份：剪力板上端 垂直開裂、上端扇形開孔破壞、梁之下翼板接近全滲透銲接部份開裂、梁之上翼 板局部挫屈、梁之下翼板的全滲透銲接完全開裂。修復方式為：（1）將挫屈的上 翼板切除，切除的部分為與柱翼板接合處起 20 英吋長，並以一較厚 1.5 英吋的 平板替代，上述平板與柱翼板、梁翼板以及梁腹板皆施予銲接、（2）在平板與柱 翼板銲接之開孔兩側設置長度為 4 英吋之垂直加勁板、（3）移除受損之剪力螺 栓、（4）將梁腹板與柱翼板以銲接接合、（5）設置一三角形托肩於梁之下翼板下 方，托肩與梁翼板及柱翼板以銲接接合，在托肩與柱翼板接合處等高之位置增加 連續板於柱內側、在托肩與梁接合處增加一高度為二分之一梁深的垂直加勁板。

詳如圖6.2。修復後最大塑性轉角為 4.5﹪弧度，破壞模式為：梁上翼板於更新所 設置之加勁板外側局部挫屈、強度逐漸衰減、托肩處之垂直加勁板降伏、梁腹板 與梁之上翼板接合處因嚴重局部挫屈而開裂。

UCB-RN2（FEMA 1997a）在修復前之主要破壞為：柱翼板在梁之下翼板的 全滲透銲道下方開裂並延伸至梁柱腹板交會區、造成柱翼板與柱腹板間的開裂。

修復的方式為：（1）將柱面接合處至扇形開孔部份的梁之下翼板合部份的梁腹板 移除、（2）將受損的柱翼板、柱腹板以及下端的連續板移除，並以強度較高之 T 形板替代，再設置新的連續板、（3）於切除的梁翼板位置設置一平板，與更新之 柱翼板以及緣梁翼板以銲接接合、（4）將剪力板於原梁腹板接接合，移除所有剪 力螺栓、（5）於剪力板另一側之梁腹板上設置一疊合板，與更新之柱翼板以及緣 梁腹板以銲接接合、（6）設置一強度較高的三角形托肩於梁之下翼板下方，托肩 與梁翼板及柱翼板以銲接接合，在托肩與柱翼板接合處等高之位置增加連續板於 柱內側、在托肩與梁接合處增加一高度為梁深的垂直加勁板。詳如圖 6.3。修復 後之最大塑性轉角為：1.11﹪弧度，破壞模式為：梁上翼板降伏、梁柱腹板交會 區的下端降伏、梁下翼板在托肩與垂直肋板間破裂。

6.1.2 梁上下端皆設置三角形托肩之修復方式

EERC-RN2（FEMA 1997a）在修復前的主要破壞為梁之上翼板與柱翼板間 的銲道在梁未產生塑性鉸前即開裂。修復方式為：（1）將梁之上翼板與柱翼板間 受損之銲道移除、（2）將下翼板與柱翼間之銲道移除、（3）於梁之上下兩側皆設 置三角形托肩，托肩與梁翼板及柱翼板以銲接接合，在托肩與柱翼板接合處等高 之位置增加連續板於柱內側、在托肩與梁接合處增加一高度為梁深的垂直加勁 板、（4）將槽銲的銲趾部份挖除，並在挖除部位重新施作填角銲，以加強槽銲之 強度、（5）將梁腹板與柱翼板以銲接接合。詳如圖 6.4。修復後之最大塑性轉角 為 2.8﹪弧度，梁之上下翼板在托肩外側局部挫屈、梁腹板在托肩與上翼板連接 處局部挫屈與側向扭轉、梁上翼板破裂且延伸至梁腹板。

EERC-RN3（FEMA 1997a）在修復前的主要破壞為梁之上翼板局部挫屈、

梁之下翼板局部挫屈、梁之上翼板與柱翼板間之接合處開裂、梁之下翼板的槽銲 破壞。修復方式為：（1）移除受損的梁之上翼板銲道，並重新施作、（2）於梁之 上下兩側皆設置三角形托肩，托肩與梁翼板及柱翼板以銲接接合，在托肩與柱翼

板接合處等高之位置增加連續板於柱內側、在托肩與梁接合處增加一高度為梁深 的垂直加勁板、（3）將槽銲的銲趾部份挖除，並在挖除部位重新施作填角銲，以 加強槽銲之強度、（4）將梁腹板與柱翼板以銲接接合。詳如圖 6.5。修復後之最 大塑性轉角為 2.8﹪弧度，破壞模式為：梁之上下翼板在托肩外側局部挫屈、梁 腹板在托肩與上翼板連接處局部挫屈與側向扭轉、梁上翼板破裂。

UTA-3R（FEMA 1997a）在修復前的主要破壞為：梁之下翼板與柱翼板間的 銲道開裂並延伸至柱翼板、柱翼板塊狀開裂、剪力板下端開裂。修復方式為：（1）

將柱面接合處至扇形開孔部份的梁之下翼板及梁腹板移除、（2）將受損之柱翼板 移除並以銲材填補、（3）移除所有之剪力螺栓、（4）在托肩與柱翼板接合處等高 之位置增加連續板於柱內側、（5）於剪力板另一側之梁腹板上增設一疊合板，以 銲接與柱翼板合梁腹板接合、（6）於梁之上下兩側皆設置三角形托肩，托肩與梁 翼板及柱翼板以銲接接合，在托肩與梁接合處增加一高度為梁深的垂直加勁板。

詳如圖6.6。修復後知最大塑性轉角在托肩與梁接合處為 3.6﹪弧度、在梁與柱面 接合處為 2.3﹪弧度，破壞模式為：梁翼板與梁腹板在托肩外側局部挫屈、最後 實驗因梁嚴重扭轉而停止。

6.1.3 其他修復方式

UCSD-2R（FEMA 1997a）在修復前的主要破壞為剪力板上端破壞、梁之上 翼板與全滲透銲接間橫向開裂、以及上翼板局部挫屈。修復方式為：（1）將挫屈 的上翼板切除，切除的部分為與柱翼板接合處起 20 英吋長，並以一較厚（1.5 英吋）的平板替代，上述平板與柱翼板、梁翼板以及梁腹板皆施予銲接、（2）移 除背墊板並補銲、（3）移除受損之剪力螺栓、（4）將梁腹板與柱翼板以銲接接合、

（5）修復梁之下翼板與柱翼板間之銲道。詳如圖 6.7。修復後之最大塑性轉角為 2.0﹪弧度，破壞模式為：上端扇形開孔附近的梁腹版面外（out-of-plane）挫屈、

在靠近上翼板的補強板處之原上翼板局部挫屈、上翼板補強處的銲接開孔兩側均

開裂、原上翼板與補強板間的銲道破裂。

EERC-RN1（FEMA 1997a）在修復前的主要破壞為梁之上翼板與柱翼板間 的銲道在梁未產生塑性鉸前即開裂。修復方式為：（1）將梁之上翼板與柱翼板間 的銲道移除，並重新施作、（2）移除梁翼板全滲透銲接之背墊板、（3）將剪力板 的開裂施予銲接、（4）將槽銲的銲趾部份挖除，並在挖除部位重新施作填角銲，

以加強槽銲之強度。詳如圖6.8。修復後之最大塑性轉角為 1.1﹪弧度，破壞模式 為：樑柱交會區剪力降伏、梁之上翼板局部挫屈、梁之下翼板與柱面間之銲道破 裂。

UCB-RN1（FEMA 1997a）在修復前的主要破壞為：柱翼板在梁之下翼板的 全滲透銲道下方開裂並延伸至梁柱腹板交會區、造成柱翼板與柱腹板間的裂縫以 及柱腹板的開裂。修復方式為：（1）將柱面接合處至扇形開孔部份的梁之下翼板 合部份的梁腹板移除、（2）將受損的柱翼板、柱腹板以及下端的連續板移除，並 以強度較高之 T 形板替代，再設置新的連續板、（3）設置一平板於梁之下翼板 下方，以連接梁與柱、（4）將剪力板與梁翼板銲接接合，移除所有的剪力板螺栓、

（5）於剪力板另一側的梁腹板上設置一疊合板，與柱翼板及梁腹板以銲接接合。

詳如圖6.9。修復後之梁端最大塑性轉角為 0.49﹪弧度、托肩與梁翼板接合處之 塑性轉角為1.55﹪勁度。破壞模式為：梁之上翼板降伏、下翼板之補強板降伏、

梁之下翼板與柱面間之銲道由中段開裂並延伸至外端。

UCB-RN3（FEMA 1997a）在修復前的主要破壞為：梁之下翼板與柱翼板間 之銲道完全開裂、剪力板翹曲及開裂並導致三根剪力螺破壞、梁之上翼板與柱翼 板間之銲道開裂。修復方式為：（1）將梁的上下翼板與柱翼板間之銲道移除，並 重新施作，將背墊板移除並填角銲修補之、（2）移除所有的剪力螺栓及剪力板，

設置一剪力板餘另一側的梁腹板上，與柱翼板及梁腹板以銲接接合。詳如圖 6.10。修復後之最大梁端塑性轉角為 0.96﹪勁度、至柱心處之總塑性轉角為 1.61

設置一剪力板餘另一側的梁腹板上，與柱翼板及梁腹板以銲接接合。詳如圖 6.10。修復後之最大梁端塑性轉角為 0.96﹪勁度、至柱心處之總塑性轉角為 1.61