第四章 實驗結果與討論
4.3 韌性能力
以塑性轉角大小來判定評斷梁柱接頭韌性能力是現行規範中所 採用的標準。國內規範(內政部營建署 1999)的標準是以塑性轉角的 大小來判斷梁柱接頭之韌性能力，並規定韌性抗彎構架之梁柱接頭塑 性轉角θp應以下述三規定之ㄧ決定之：
1. 3% 弧度。
2. 非線性動力分析所得之最大塑性轉角加上0.005 弧度。
3. θp =1.1(R−1.0)θE
其中：R = 結構系統韌性容量
θ = E 在設計定震力E作用下之最大層間變位角。
AISC (2005)之相關規定為：測試試體之層間變位角需達到4% 弧
度，且於柱面之彎矩強度必須大於 80% 之標稱彎矩強度。層間變位 角(單位：弧度)乃定義為層間變位除以樓層高度。
本研究五組試體之塑性轉角、層間變位角及梁腹板開孔所造成梁 端之轉角列於表4.1與4.2，表中可看出試體WOC65及試體WOC65R2 無法達到AISC要求達層間變位角 4% 弧度的標準。其餘的三組試體 梁腹板開孔經補強皆符合上述之相關規定，顯示梁腹板開孔經補強接 頭之韌性行為優良。各試體之遲滯迴圈分別為圖 4.1 至圖 4.5 所示，
其中圖 (a)至圖 (h)分別代表試體之載重-位移圖(彎矩-層間變位角 圖)、彎矩-塑性轉角圖、彎矩-接頭梁腹板區轉角、彎矩-柱轉角圖、
彎矩-梁腹板開孔區剪力作用造成梁端之轉角、彎矩-梁腹板開孔區撓 曲作用造成梁端之轉角，彎矩-梁腹板開孔區之梁端總轉角，彎矩-梁 扣除梁腹板開孔區之梁端總轉角。彎矩-層間變位角圖中虛線為梁之 標稱彎矩強度及 80% 梁之標稱彎矩強度，以下由各試體之遲滯迴圈 分述各試體之韌性行為：
試體 WOC65之遲滯迴圈如圖4.1所示，其中圖 4.1 (a)至 (h)分別 代表試體之。由圖4.1 (a)可看出，試體未完成3% 弧度行程就產生翼 板撕裂破壞，顯示傳統接頭只在梁腹板開孔其韌性能力不足；圖 4.1 (b) 顯示塑性總轉角僅達+0.4% 及-0.2% 弧度，未符合規範要求；圖4.1 (c)
與圖 4.1 (d)顯示柱處於彈性階段而接頭腹板區已有部分進入降伏狀
態；圖 4.1 (e)顯示梁腹板開孔因剪力作用造成梁端變位之轉角可達
+0.1% 及-0.09% 弧度；圖 4.1 (f)顯示梁腹板開孔因撓曲作用造成梁
端變位之轉角可達+0.2% 及-0.2% 弧度；圖 4.1 (g)顯示梁腹板開之總 轉角可達+0.3% 及-0.3% 弧度；圖 4.1 (h)顯示梁扣除梁腹板開孔之總 轉角可達+0.72% 及-0.70% 弧度。
試體 WOC65R1 與 WOC50R1 之遲滯迴圈如圖 4.2 與 4.3 所示。
由圖4.2 (a)顯示試體挫屈後強度出現衰減，在 4% 與5% 弧度衰減強 度比Mp低，且層間變位角可達+4% 及-4% 弧度，而圖4.3 (a)顯示試
體 WOC50R1 挫屈後強度雖有衰減現象，但下降後的強度仍較Mp
高，且層間變位角可達+5% 及-5% 弧度；圖4.2 (b)與圖4.3 (b)顯示 試 體 WOC65R1 塑 性 總 轉 角 可 達+3.1% 及-3.2% 弧 度 ， 試 體 WOC50R1 顯示塑性總轉角可達+3.9% 及-4% 弧度；圖 4.2 (c)與圖 4.2 (d)以及圖 4.3 (c)與圖4.3 (d)都顯示試體WOC65R1 與WOC50R1 之柱處於彈性階段而接頭腹板區已有部分進入降伏狀態；圖 4.2 (e)
與圖4.3 (e)顯示試體WOC65R1之梁腹板開孔因剪力作用造成梁端變
位之轉角可達+1.7% 及-1.7% 弧度，而試體WOC50R1可達+0.9% 及 -0.6% 弧度；圖 4.2 (f)與圖4.3 (f)顯示WOC65R1 之梁腹板開孔因撓 曲 作 用 造 成 梁 端 變 位 之 轉 角 可 達+2.7% 及-2.8% 弧 度 而 試 體 WOC50R1可達+1.9% 及-1.7% 弧度；圖4.2 (g)與圖4.3 (g)顯示試體 WOC65R1之梁腹板開孔之總轉角可達+4.4% 及-4.5% 弧度，而試體 WOC50R1可達+2.7% 及-2.1% 弧度。由此可見梁腹板開孔愈大所提 供的梁端位移量愈多；圖 4.2 (h)與圖4.3 (h)顯示試體WOC65R1 之梁 扣 除 梁 腹 板 開 孔 之 總 轉 角 可 達+1.2% 及-1.0% 弧 度 ， 而 試 體 WOC50R1可達+2.1% 及-2.6% 弧度。
試體 WOC65R2 與 WOC65R3 之遲滯迴圈如圖 4.4 與 4.5 所示。
由圖4.4 (a)可看出，試體 WOC65R2在 3% 弧度第二迴圈正位移就產
生翼板撕裂破壞，顯示此試體梁腹板開孔經補強後之接頭其韌性能力 不足，圖4.5 (a)顯示試體WOC65R3 試體挫屈後強度出現衰減，在5%
弧度第一迴圈衰減強度比Mp低，且層間變位角可達+5% 及-5% 弧 度；圖 4.4 (b)顯示試體WOC65R2 塑性總轉角僅達+1.7% 及-1.7% 弧 度，未符合規範要求，圖4.5 (b)顯示試體WOC65R3 塑性總轉角可達 +4% 及-4.3% 弧度；圖 4.4 (c)與圖4.4 (d)以及圖 4.5 (c)與圖4.5 (d) 都顯示試體WOC65R2與WOC65R3之柱處於線性狀態而接頭腹板區 已有部分進入降伏狀態；圖4.4 (e)顯示試體WOC65R2 梁腹板開孔因 剪力作用造成梁端變位之轉角可達+0.2% 及-0.2% 弧度，而圖4.5 (e) 顯示試體 WOC65R3 可達+1.1% 及-1.7% 弧度；圖 4.4 (f)顯示試體
WOC65R2 梁腹板開孔因撓曲作用造成梁端變位之轉角可達+0.8 %
及-0.7% 弧度，而圖 4.5 (f)顯示試體 WOC65R3 可達+2.1% 及-2.8%
弧度；圖 4.4 (g)與圖4.5 (g)顯示試體WOC65R2與試體WOC65R3之 梁腹板開之總轉角分別可達+1.0% 及-0.9% 弧度以及+3.2% 及-4.5%
弧度；圖 4.4 (h)與圖4.5 (h)顯示試體WOC65R2之梁扣除梁腹板開孔 之總轉角可達+1.1% 及-1.1% 弧度，而試體WOC65R3可達+1.1% 及 -1.4% 弧度。
由遲滯迴圈圖及表 4.3 可看出試體 WOC65R1、WOC50R1 及
WOC65R3 層間變位角均達到 4% 弧度，於柱面之彎矩強度均大於
80% 之標稱彎矩強度，且最大彎矩強度均大於梁之標稱彎矩強度，
表示此三組試體可完全達到規範要求。本研究梁腹板開孔的補強型式 有兩種，先觀察相同型式的補強方式再將此兩種補強型式相互比較，
可發現試體WOC65R1與WOC50R1這兩種相同補強的方式皆可達到 5% 弧度位移行程，若開孔直徑愈大發現載重能力愈差及強度衰減愈 多且梁腹板開孔所提供之梁端位移量愈多。另外試體 WOC65R2 與
WOC65R3這兩種相同補強的方式無法完成5% 弧度位移行程，由位
WOC65R1 與 WOC50R1 是梁腹板開孔且接頭處採用剪力板補強型
式，兩組試體不同的地方是開孔之大小，此兩組由Mtest,j/MJ' 比值可 看出外力彎矩均未達到梁柱交接面實際之塑性彎矩強度，且兩組試體 之層間變位角皆可達5% 弧度，顯示出剪力板補強型式可改善扇形開 孔處應力集中，並降低接頭區之高應力現象，另外開孔愈小對於梁柱