CSED :首先在 ABAQUS 中固定 CSED 模型的一端，並於另一端給予 1 mm 的軸向壓縮變位，如此可得十字型鋼板消能器的挫屈模態[圖 3.65(a)至

3.65(d)]，從中找出與實驗一致的挫屈模態，因試體 於壓縮1.67 mm 時其挫屈形狀較接近Mode 1(照片 3.24)，但於壓縮 4.5mm 時則挫屈形狀較 接近Mode 2(照片 3.25)，所以選擇挫屈模態 Mode 1 之後再開始分析十字型 鋼板消能器，在單向位移加載前先給予十字型鋼板消能器削切中心 0.3 mm 的幾何不完美(Geometry Imperfection)，其微小變行為之前的挫屈模態形

量為其位移量進行反覆載重分析。

圖 ，而最後挫屈的形

CSED

狀，最後再依據實驗中位移計的變形

3.65(e)為 ABAQUS 模擬十字型鋼板消能器之模型

狀與圖 3.65(a)的挫屈模態相同，圖 3.66 為實驗與 ABAQUS 分析所得之力 量-位移關係圖，可觀察到 ABAQUS 雖然可以模擬其挫屈型式，但產生挫 屈後分析所得之力量明顯低於實驗值，圖3.67 為拉伸變形量 9.75 mm 時，

軸向塑性應變分布情形，而發現應變集中於消能鋼板最窄削切處，因此若 以消能器伸長量除以圓弧形削切段長度來預測其應變值將造成低估。

十字型鋼板消能器之削切形狀為圓弧形削切，根據陳俊翰(2004)與吳家 慶(2004)的研究，發現採圓弧形削切時所得之力量將大於利用 2.2 節中由積 分法所得之雙線性力量–位移曲線，為證明此種現象因此分別製作兩種相同 材質，但不同型式之鋼材拉力試片，其中Coupon 1 是為標準鋼材拉力試片

3.47(a)]，而

能鋼板[照片 3.47(b)]，圖 3.68 為以上兩種鋼材拉力試片位於削切中央處的 應力-應變關係圖

弧形消能鋼板所得之應 的尺寸

應力(σ )與標準鋼材拉力試片之降伏應力(σ )之比值為β(=σ /σ )，最後再 將所得之放大係數(α=1.142 , β=1.148)分別乘上由第 2.2 節所提之積分法得 雙線性力量–位移曲線的降伏力量(Py)與極限力量(Pu)，結果如圖 3.69 所示，

可明顯發現雙線性力量–位移曲線在乘放大係數後拉力便與實驗值相近，惟 壓力部分尚與時驗值不符，推斷其原因可能為應變硬化而導致鋼板消能器 在相同位移時受壓縮之力量較拉伸之力量大。

性

[照片 Coupon 2 則為與十字型鋼板消能器相同型式之圓弧形消

，可觀察到兩者雖然材質相同但由於削切形狀不同導致圓 力大於標準鋼材拉力試片，由於十字型鋼板消能器 與型式皆與圓弧形削切鋼材拉力試片相同，因此假設α、β為此種圓 弧形削切型式之放大係數，其中圓弧形消能鋼板之降伏應力(σ_y2)與標準鋼 材拉力試片之降伏應力(σ_y1)之比值為α(=σ_y2/σ_y1)，而圓弧形消能鋼板之極限

u2 u1 u2 u1

2. BRED-1 :圖 3.70(a)為其實驗與分析力量-位移關係，圖中分析部分則是利 用2.2 節中由積分法所得之雙線 力量–位移曲線，可明顯看出由此方式所

得之拉力已相當接近實驗值，但由於反覆載重的拉壓不對稱，因此拉壓時 36%，圖 3.74(a)為ABAQUS分析與壓縮變形量除以L₁所得之軸向應變值，

其中於壓縮 6.6 mm時誤差率約為 8%，但由壓縮變形量除以L₂所得之軸向 應變值誤差率為 35%，所以可明顯觀察到由L₂所得之軸向應變值將造成低 估。

為更近一步了解圓弧形削切對消能鋼板破壞型式的影響，所以使用破 裂參數(Rupture Index, RI)來評估消能鋼板發生破壞的潛在可能區域。破裂 參數其定義為材料常數

a 與等價塑性應變 PEEQ 的乘積在除以韌性破壞時

3

3 2

1

σ σ

σ

_m =−

σ

^{+ +} (3.8)

其 中 等 價 塑 性 應 變(PEEQ) 為 塑 性 應 變 張 量 的 第 二 不 變 量 ， 其 值 可 在 ABAQUS 分析結果中直接選取變數 PEEQ 得知，而ε_y1、ε_y2及ε_y3分別為三 個主軸塑性應變，靜應力

σ

_m則為主軸應力

ABAQUS 分析結果中直接選取變數 Pressure 得知，而

的平均值取負號，其值亦可由

σ

1、

σ

₂及

σ

₃分別為三 個主軸應力，σ 為米瑟司應力(Mises Stress)，可在 ABAQUS 中選取變數 Mises 得知。破裂參數主要為判斷消能鋼板臨界面發生破裂的可能性，參數 值愈高表示愈容易產生破裂。

圖 3.75(a)為破裂參數沿消能鋼板直線削切段中心[圖 3.72(a) Section A-A]與圓弧形削切處橫斷面[圖 3.72(a) Section B-B]分布情形，在拉伸位移 量 9.75 mm 時[如圖 3.70(a)中 a 點]，圓弧形削切處最大破裂參數發生於兩 側最外緣處其值為 0.87，此時直線削切段中心之最大破裂參數發生於中央 處其值為0.88，而在斷裂破壞前[如圖 3.70(a)中 b 點] ，圓弧形削切處最大 破裂

3. BRED-2 :圖 3.70(b)為其實驗與分析力量-位移關係，可觀察到實驗值力量

在文檔中 含挫屈束制鋼板消能器之預力抗彎接頭耐震性能 (頁 60-63)