材料性質:
4.3.3 參數比較
此梁翼內側加勁板對於梁柱接頭破壞形式之影響，本 研究
為了進一步瞭解
使用ABAQUS 中之破裂參數(Rupture Index, RI)來評估此梁翼內側加 勁板應用於鋼梁與H 型柱接合之梁柱接頭時其破壞的潛在區域。破裂參 數其定義為材料常數a與等價塑性應變PEEQ的乘積再除以韌性破壞時之 應變
ε
γ (Hancock & Mackenzie 1976)，其表示示如下:r Stress)，其值同樣可在有限元素模型分析結果中直接選取變數 Mises 得 知。破裂參數 RI 主要為判斷加勁梁柱接頭臨界面發生破裂的可能性，破 較有可能發生韌性破裂的位置，包括LineA(距柱面 60 mm處)、LineB(柱
翼板與梁翼焊道交界處)及LineC(梁翼內側與加勁板焊道交界處，其長度 為距柱面35 mm處至距柱面 500 mm處,如ViewA-A所示)。
四組試體於圖4.35(a)及圖 4.36(a)可發現，未補強梁柱接頭試體UR在 LineA處之破裂參數RI值相較於加勁板補強後的IFS試體來的高，且試體 UR於圖 4.36(a)LineA處的破裂參數RI最大值為 1.5，與實驗中
θ
=−4%弧度 第一圈時所觀察到的明顯開裂位置相同，故可將此參數值1.5 作為各潛在位置明顯開裂前的參考指標。
四組試體於 破裂
IFS試體在 LineB
圖4.35(b)及圖 4.36(b)可發現，加勁板補強後的
處之破裂參數RI值皆高於未補強梁柱接頭試體UR，且破裂參數RI 最大值均發生於焊道兩側，但各IFS試體其最大破裂參數RI值仍低於明顯 開裂參考指標1.5 許多，故第一次試驗至層間側位移角
θ
=4%弧度結束 時，三組IFS試體皆未於LineB處發現輕微裂痕。藉由圖 4.35(c)及圖 4.36(c)可顯示四組試體中，未補強梁柱接頭試體 UR之最大破裂參數RI最大值位於梁翼與焊道接合處(距柱面 35 mm)，其 它三組IFS補強試體之最大破裂參數RI則已遠離梁柱接頭並集中在加勁板 端部，且各IFS試體之最大破裂參數RI值仍低於明顯開裂參考指標 1.5 許 多，故第一次試驗至層間側位移角
θ
=4%弧度結束時，僅試體IFS1 及試體 IFS2 於加勁板端部產生微小裂痕(表 3.3)。試體IFS1 及試體IFS2 於層間側位移角θ =+4%弧度第一圈以及θ =4%
弧度 此裂
材，
結束時，於加勁板端部所觀察到的微小裂痕， 痕皆深入梁翼板母 故加勁板端部裂痕的發生與梁翼板母材強度有直接的關係，試體IFS1
至試體IFS3 其梁翼板母材強度(表 2.1)分別為 251 MPa、272 MPa及 388 MPa，對應於圖 4.36(c)可發現當梁翼板母材愈弱，則IFS試體於加勁板端 部處愈容易提早出現微小裂痕，而試體IFS3 直到第二次試驗於層間側位移 角θ =−1.5%弧度第一圈時才出現加勁板端部裂痕(表 3.3)。比較圖 4.36(b) 及圖 4.36(c) 現，當IFS試體於加勁板端部破裂參數RI值愈高，相對的 其LineB處之破裂參數RI愈低。
將
可發
RI最大值彙整在一起得圖 圖 4.35及圖 4.36所分析出的破裂參數
4.37，即可明顯的看出各試體最有可能發生破壞的區域。由圖 4.37可知未 補強梁柱接頭試體UR位於LineA處之破裂參數最大，與試體UR於實驗中
−
θ = 4%弧度第一圈時所觀察到的明顯開裂位置相同，此處亦為往常未加 勁之傳統梁柱接頭會產生破壞的位置。而三組IFS試體由於皆為高強度梁 柱交會區，如表2.5(b)所示，且其梁彎矩強度需求比
α
值(表 3.7)皆大於設 計時所需之 1.05，故此三組IFS加勁補強試體皆能於第一次試驗結束時不 發生任何破壞，並於加勁板長度範圍內(Ls皆為 300 mm)梁翼板能夠保持 足夠的勁度避免於圖 4.36(d)之LineA處產生開裂，由圖 4.37可知三組IFS 補強試體其LineA處為最不可能發生破壞之區域，故此時決定IFS試體較有 可能發生破壞的關鍵就取決於梁翼板母材的強度，試體IFS1 及試體IFS2 由於其鋼梁材質為A36，故此二組IFS試體其最有可能發生破壞之區域為 LineC，而試體IFS3 其鋼梁材質為A572 Gr.50，故其最有可能發生破壞之 區域為LineB。由圖 4.37可知，三組IFS補強試體其LinaB與LineC亦存在一 關係，當LineC處之破裂參數RI值愈高，則LineB處之破裂參數RI值愈低。此外，亦可藉由圖4.38至圖 4.43來觀察各模型其梁柱交界之柱翼板柱向應 變最大值所在之位置，包括LineD1-2(分別距梁上下翼板 20 mm處)及 LineE(距加勁板 13 mm處)，如圖 4.38中ViewA-A所示，圖 4.44及圖 4.45則 為四組模型分別於LineD及LineE處之柱翼板柱向應變比較，模型IFS3 由於 其鋼梁材質為A572 Gr.50 可提供較高之柱面彎矩，其柱翼板於LineD處之 柱向應變相較於其它三組鋼梁材質為A36 之模型有顯著的增加，故試體 IFS3 最終在層間側位移角θ =6%弧度時，於梁翼焊道與柱板交界面發生斷 裂。