3.1 前言
本研究梁柱接頭試體共四組,其中一組為未加勁之傳統梁柱接頭,試 體編號UR,而以梁翼內側加勁板(IFS)為補強方式之試體共三組,試體編 號為IFS1-3,每組補強試體均由鋼柱,鋼梁以及加勁板、交會區疊合板組 合而成,且鋼柱採用 H 型柱、鋼梁為 I 型梁。3.2 節介紹試體之製作,3.3 節介紹試體UR 試驗結果與分析,3.4 節介紹試體 IFS1 試驗結果與分析,
3.5 節介紹試體 IFS2 試驗結果與分析,3.6 節介紹試體 IFS3 試驗結果與分 析,3.7 節為試體 IFS 試驗結果與分析比較。
3.2 各試體製作
本研究四組試體均由鴻舜鋼鐵廠負責製作,編號IFS1 之試體運送至 國家地震工程研究中心實驗室前,已於鴻舜鋼鐵廠將鋼梁、鋼柱、加勁板 以及疊合板焊接組裝完成,而編號分別為UR、IFS2 及IFS3 之三組試體則 均於國震中心實驗室焊接組裝完成,各試體梁翼板與柱板及交會區橫隔板 焊道經UT檢測為可接受之接頭(照片 3.1及照片 3.2)。試體IFS1 於實驗結 束後將鋼梁切除並於另一側之柱翼板與試體UR之鋼梁焊接接合,故試體 UR所使用的柱與試體IFS1 相同,且試體IFS2 與試體IFS3 亦如此製作。
3.3 試 體 UR 試驗結果
3.3.1 試驗現象觀察
試體UR試驗前之全景如照片 3.3所示,圖 3.1(a)為試體彎矩與梁端位 移關係圖,當達到實驗載重歷時(圖 2.5)中每個新階段的最大位移時,將 實驗暫停以進行觀察與紀錄,觀察重點在於梁上下翼板及腹板之降伏挫屈 情形、梁柱交會區疊合板及橫隔板的降伏情形,有關試驗過程中試體的行 為描述如下:
(1)
層間側位移角θ =±0.375%弧度至θ =±0.5%弧度:降伏現象發生。
(2)
試體保持彈性,梁、柱及梁柱交會區均無發現任何 層間側位移角θ =±0.75%弧度:
位移角θ =−0.75%弧度時,梁上翼板受拉造成距柱面 60 mm處產生輕 微降伏(照片3.4)。位移角θ =+0.75%弧度時,梁腹板於剪力板下方之 接合處產生降伏(照片3.5)
層間側位移角 =±
。
(3)
θ 1%弧度:位移角θ =−1%弧度時,梁上翼板之降伏範圍擴大至由柱面算起 250 mm處。位移角θ =+1%弧度時,梁下翼板受拉造成距柱面 300 mm範 圍內產生降伏(照片3.6
(4)
),下翼板內側之降伏情況較為嚴重其範圍由柱 面算起至550 mm處(照片 3.7),而梁腹板於扇形開口處產生輕微降伏 (照片3.8),且柱板位於梁下翼板焊道外側處亦產生降伏(照片 3.9)。
層間側位移角θ =±1.5%弧度:
位移角θ =−1.5%弧度時,梁上翼板之降伏範圍擴大至由柱面算起 550 mm處。位移角θ =+1.5%弧度時,梁下翼板之降伏降伏範圍擴大(照片
3.10 ,且梁下翼) 板內側與腹板降伏範圍擴大至距柱面 1000 mm處(
(5)
照 片3.11)。
層間側位移角θ =±2%弧度:
位移角θ =−2%弧度時,梁上翼板之降伏範圍擴大至由柱面算起 1000 mm處,且上翼板與柱板接合之焊道其左右兩側均產生一微小裂縫(照 片3.12)。位移角θ =+2%弧度時,梁下翼板之降伏情況更加嚴重(照片 3.13),且下翼板與柱板接合之焊道其右側產生一微小裂縫(照片 3.14)。
(6)
層間側位移角θ =±3%弧度:位移角θ =−3%弧度時,梁上翼板之降伏範圍持續擴大(照片 3.15),且 梁腹板與剪力板產生明顯相對位移約 3 mm(照片 3.16)。位移角
+
θ = 3%弧度時,梁下翼板嚴重降伏且範圍持續擴大(照片 3.17),此時 並未發生任何挫屈情形(
試體
(7)
照片 3.18)。
層間側位移角θ =±4%弧度:
位移角θ =−4%弧度第一圈時,上翼板左右兩側與焊道交界處產生較大 之裂縫(照片3.19及照片3.20),且梁上翼板於扇形開口處產生明顯凹 陷(照片 3.21),以及上翼板與腹板於扇形開口處產生開裂(照片 3.22)。位移角θ =+4%弧度第一圈時,梁下翼板與腹板於扇形開口處 亦產生開裂(照片3. ),下翼板左右兩側與焊道交界處產生較大之裂23 縫(照片3.24及照片 3.25)。在往位移角θ =−4%弧度第二圈的過程中,
梁上翼板由右側處裂縫持續擴大延伸至扇形開口處再至左側翼板母材
完全斷裂(照片 3.26),此時將油壓制動器之力量歸零後停止油壓制動 器的控制並結束實驗。實驗結束時發現梁上翼板完全斷裂,梁下翼板 僅出現大範圍降伏且翼板右側切角處與扇形開口處產生裂縫,梁柱交 會區始終保持彈性並無任何降伏情形,照片3.27為試體最大位移角之 全景。