鋼梁接SRC柱之梁柱接頭耐震試驗研究

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

鋼梁接 SRC 柱之梁柱接頭耐震試驗研究

計畫類別： 個別型計畫 計畫編號： NSC91-2211-E-009-039- 執行期間： 91 年 08 月 01 日至 92 年 07 月 31 日 執行單位： 國立交通大學土木工程學系 計畫主持人： 翁正強 報告類型： 精簡報告 報告附件： 出席國際會議研究心得報告及發表論文 處理方式： 本計畫可公開查詢

中 華 民 國 92 年 11 月 3 日

鋼梁接 SRC 柱之梁柱接頭耐震試驗研究

Experimental Study on Seismic Behavior of

Steel Beam to SRC Column Connections

計畫編號：91-2211-E-009-039 執行時間： 91 年 8 月 1 日 至 92 年 7 月 31 日 主持人： 翁正強 交通大學土木工程系 教授 一、摘要 本研究進行一系列大尺寸鋼梁 接SRC 柱（鋼骨鋼筋混凝土柱）之 梁柱接頭反復載重試驗，其目的在 探討這種新型梁柱接頭之耐震性能 與力學行為。此種新型梁柱構造主 要的特點在於能夠有效的利用 SRC 柱的勁度與抗壓能力之優點，又可 以利用鋼梁與鋼承板在施工上的方 便性，避開SRC 梁在施工上常見的 缺 陷 。 本 研 究 探 討 之 主 要 參 數 為 SRC 柱中之鋼骨斷面與鋼梁之彎矩 強度比（Moment Ratio）及梁柱接頭 區（Panel Zone）之強度。此外，本 研 究 並 嘗 試 在 接 頭 區 採 用 4 支 90+135 度彎鉤之周邊繫筋，以形成 圍束箍筋的方式，來簡化接頭處箍 筋的施工複雜性。 本研究實驗結果顯示，彎矩強度 比在 0.70 以上之試體，在鋼梁上均 產生適當的塑性鉸，發揮良好的韌 性消能作用。實驗結果亦發現，在 接頭區鋼柱腹板加銲適當的疊合板 可有效減少接頭區混凝土之開裂， 提升接頭區之強度，並有助於鋼梁 發揮塑性變形能力。本研究之結果 初步證實，在適當設計下，此種鋼 梁接 SRC 柱之構造可發揮良好的強 度與韌性變形能力。 關鍵詞：鋼梁、SRC 柱、梁柱接頭、 大尺寸試體、耐震行為 Abstract

The objective of this research is to study the seismic behavior of steel beam to SRC （ Steel Reinforced Concrete ） column connections through a series of cyclic loading test of large-scale specimens. The purpose of using the SRC column is to take the advantages of its larger stiffness and stronger compressive strength.

The major parameters investigated in this study include the panel zone strength and the ratio of moment capacity between the steel shape within SRC column and the steel beam. A new type of hoop reinforcement in the beam-to-column joint is also studied. The experimental results showed that the steel beam developed satisfactory plastic rotation capacity when the moment ratio is greater than 0.7. The test results also suggested that the addition

of doubler plate on the steel web of the panel zone effectively reduced the shear cracks of the concrete at the beam-to- column joint.

Keywords：Steel Beam, SRC Column,

Beam-to-Column Connection, Large-scale Specimen, Seismic Behavior 二、前言 鋼骨鋼筋混凝土（SRC）構造結合 鋼骨（S）與鋼筋混凝土（RC）兩種材 料，若經由適當的設計，SRC 構造可以 有效發揮這兩種材料的優點，並可以得 到較經濟的設計結果。相對於純鋼骨構 造而言，SRC 構造的勁度較大，可減少 結構體之側向位移；混凝土的包覆有助 於降低鋼骨發生局部挫屈，亦是鋼骨良 好的防火被覆。相對於純RC 構材而言， SRC 構材所需的斷面尺寸較小，使建築 物的空間利用更為經濟，亦有助於構材 韌性的提昇。 在 美 國 與 日本 的 建 築 規 範 中 與 SRC 相關的包括：(1)ACI－318 結構 混 凝 土 設 計 規 範[1]，(2)AISC-LRFD 鋼 結 構 設 計 規 範[2]，(3)日本建 築學 會（AIJ）SRC 設計規範[3]。ACI 規 範大致上承襲鋼筋混凝土設計法，將 SRC 構材 中的 鋼 骨 視 為等 量 的 鋼筋 來設計。AISC 規範對於鋼骨鋼筋混 凝土之設計則沿襲鋼結構設計法，基 本 上 是 斷 面 轉 換 ， 其 優 點 是 方 法 簡 易，但缺點是過於保守。日本建築學 會 SRC 規範是採用強度疊加法，其 優 點 是 觀 念 簡 單 明 確 ， 但 是 AIJ － SRC 規範設計公式較為複雜。 在台灣的設計規範方面，翁正強 等接受內政部建築研究所之委託，研 訂 出 「 鋼 骨 鋼 筋 混 凝 土(SRC)構造設 計規範與解說」草案 [4]，提供許多 工程師在進行 SRC 構造設計時之參 考依循。 國內過去十餘年來在SRC 構造相關 的研究方面，大多集中在探討SRC 構材 彎 矩 、 軸 力 及 梁 柱 強 度 方 面 之 問 題 [5~8]。有關 SRC 梁柱接頭試驗，陳昭 榮[9] 曾 利 用 類 似 日 本 半 預 鑄 工 法 之 SRC 梁柱接頭試體，探討其強度與韌 性。朱俊星[10]則首次將高韌性接頭用 於 SRC 構造中。陳勤傑[11]則嘗試以特 殊設計之蓋版來替代鋼筋，使梁柱接頭 區之 SRC 之塑性區外移。有關鋼梁接 SRC 柱之梁柱接頭則尚未有深入之探 討。因此本研究乃在國科會的贊助下， 製作一系列鋼梁接 SRC 柱之試體進行 反復載重耐震實驗，以探討其強度、韌 性及勁度等力學行為。 三、實驗計劃 本研究共製作五支大尺寸鋼梁接 SRC 柱之梁柱接頭試體，試體之編號及 尺寸如表一所示。主要之設計參數為鋼 梁 與 SRC 柱 中 鋼 柱 之 彎 矩 強 度 比 （Moment Ratio）及在接頭區（Panel Zone ） 鋼 柱 腹 板 加 銲 疊 合 板 (Doubler Plate)之影響。 目前國內SRC 規範草案建議，若設 計者採用鋼梁接SRC 柱之梁柱接頭，其 SRC 柱中鋼柱之彎矩強度不得小於鋼梁 之彎矩強度，即鋼柱之彎矩強度需滿足 (Mns)C≧(Mns)B。由於此一規定可能使得 SRC 柱之設計過於保守，因此本研究乃 規劃探討鋼柱與鋼梁之彎矩強度比為 0.70、0.84 及 1.12 時（如表二所示）對 此種梁柱接頭強度與韌性之影響，此三 支試體編號取為SRC1－MR0.70，SRC2 －MR0.84 及 SRC3－MR1.12，其中 MR 代表彎矩強度比。同時，此三支試體之 SRC 柱整體彎矩強度與鋼梁之彎矩強度 比值分別為1.00、1.13 及 1.41（如表二 所示），亦即SRC 柱整體抗彎強度皆符 合強柱弱梁之原則。 另一方面，本研究以在接頭區腹板 (Panel Zone)加銲疊合板之方式來探討 接頭區腹板的剪力強度強度對梁柱接頭

行為之影響。試體SRC4－ND 並未加銲 疊合板，為對照組；試體 SRC5－D 則 在Panel Zone 處加銲 24mm 之疊合板， 編號中 ND 代表未施銲疊合板；D 為有 加銲疊合板；在疊合板中央部位使用兩 個圓形塞銲與柱腹相連，使疊合板與柱 腹板在剪力作用下有較一致的變形，疊 合板型式如照片一所示。表三顯示本研 究所有試體之接頭區腹板的剪力強度與 接頭區需求剪力強度之比值。 本 研 究 之 SRC 柱 斷 面 尺 寸 為 550mm× 550mm，長度為 3m，主筋 採用 12 根#6 竹節鋼筋，柱斷面配筋 如圖一所示。鋼梁與 SRC 柱中的鋼柱 之材質均為 A572 Gr.50，鋼梁斷面為 H488×300×11×18 之組合 H 型鋼，長 度為 2m。SRC 梁柱接頭試體之材料強 度如表四所示。 在箍筋配置方面，本研究所有試體 在非接頭區皆配置間距 150mm 之#3 閉合箍筋。在接頭區則嘗試採用 4 支 90+135 度彎鈎之周邊繫筋組合形成 一 個 圍 束 箍 筋 ， 藉 以 避 免 傳 統 SRC 梁柱接頭區箍筋搭接所需之銲接，箍 筋 配 置 圖 與 箍 筋 型 式 如 圖 二 及 圖 三 所示。 試體 SRC4－ND 與試體 SRC5 －D 主 要 考 量 之 參 數 為 接 頭 區 之 強 度 ， 並 探 討 接 頭 區 加銲疊合板但不 配 置箍筋之可行性。 本 研 究 之 試 體 其 鋼 骨 之 梁 柱 接 合 方 式 係 仿 照 托 梁 式 接 頭 之 銲 接 方 法，梁翼板以全滲透開槽銲銲接，梁 腹板則以填角銲與柱翼板銲接，詳細 銲接尺寸如圖四所示。 本 研 究 之 試 驗 工 作 在 交 通 大 學 土木系的大型結構實驗室進行。試體 在灌漿前組立模板情形如照片二所示。 試驗配置如圖五及照片三所示。固定 於反力牆上的1000kN 之 MTS 油壓致 動器用以對鋼梁施加反復作用力；每 支試體之 SRC 柱均施加 0.1Pn 的軸 力；為避免試體發生平面外變形，於 梁側向裝置一組側向支撐鋼架。本研 究在 SRC 柱下方設置線性變形位移 感 應 計(LVDT)及 在 接 頭 交 會 區 設 置 π-gage 位 移 計 以 量 測 接 頭 區 的 變 形；此外，本研究在接頭區的鋼梁翼 板 、 腹 板 及 圍 束 箍 筋 上 共 黏 貼 了 12 個應變計。 本試驗以 MTS 動力試驗系統控 制連接於梁端之油壓致動器，以位移 控制方式對試體施加反復載重，油壓 致 動 器 的 施 力 大 小 是 由 預 先 規 劃 的 位移歷程來控制。位移控制的步驟如 圖六所示，依序為 0.2△y、0.4△y、 0.6△y 、 0.8△y 、 1.0△y 、 1.5△y 、 2.0△y、3.0△y，往 後每一階段均增 加 一 個 △y，如此直到試體破壞或強 度折減過大時方停止試驗。 四、實驗結果與討論 4.1 試驗中觀察之現象 試體SRC1－MR0.70（簡稱 SRC1） 探討鋼骨彎矩強度比為0.70 時對接頭行 為之影響，其反復載重與位移曲線如圖 七所示。此試體在梁端位移進入 7 y△ 時，梁翼板開始產生輕微塑性變形。當 位移進入8 y△ 時，梁翼板已產生明顯的 塑性變形，此時試體之載重達到最大 值，分別為＋765kN 與－702kN。位移 進入 11 y△ 時，梁塑性變形持續漸增， 但試體強度已下降至最大載重的75%以 下，認定試體已破壞，停止試驗。此試 體之梁塑性變形圖如照片四所示。 試體SRC2－MR0.84（簡稱 SRC2） 探討鋼骨彎矩強度比為0.84 時對接頭行 為之影響，其反復載重與位移曲線如圖 八所示。此試體之載重最大值發生在 8 y△ 時，分別為＋736kN 與－688kN。 位移進入9 y△ 時，梁翼板產生輕微塑性 變形情形，梁翼板處之混凝土部份壓 碎。進入 10 y△ 時，梁翼板已產生塑性 變形，混凝土裂縫發展漸趨緩和。位移 進入 13 y△ 時，梁塑性變形持續漸增， 但試體強度已下降至最大載重的75%以 下，認定試體已破壞，停止試驗。此試

體之梁塑性變形圖如照片五所示。 試體SRC3－MR1.12（簡稱 SRC3） 探討鋼骨之彎矩強度比為1.12 時對接頭 行為之影響，其反復載重與位移曲線如 圖九所示。當梁端位移進入7 y△ 時，梁 翼板開始產生輕微塑性變形情形，混凝 土之裂縫發展漸趨緩和。當位移進入 8 y△ 時，試體之載重達到最大值，分別 為＋743kN 與－600kN。隨著迴圈增加， 梁的塑性變形愈趨嚴重，梁腹板也產生 明顯的鼓起現象。位移進入 11 y△ 時， 試體強度已下降至最大載重的 75%以 下，認定試體已破壞，停止試驗。此試 體之梁塑性變形圖如照片六所示。上述 三支試體其梁柱接頭區混凝土在開裂 後，箍筋都發揮出良好的圍束作用，且 都並未發生彎鈎脫開的現象，初步證實 以 4 支 90+135 度彎鈎之繫筋組合成 箍筋的方式是有效的。 試體 SRC4－ND（簡稱 SRC4）主 要探討參數為Panel Zone 之強度以及不 配置接頭區箍筋之影響，其 Panel Zone 之剪力強度為需求剪力的0.47 倍。接頭 需求剪力為鋼梁達到塑性彎矩時，由鋼 梁上下翼板之拉力傳至梁柱接頭區內之 剪力，在扣除柱剪力後之接頭區需能提 供之剪力強度。此試體之反復載重與位 移曲線如圖十所示。當梁端位移進入 5∆y 時，接頭區側面混凝土剪力裂縫寬 度已可由肉眼看出，且裂縫長度持續增 加中，柱上方鋼梁翼板混凝土亦出現被 擠壓開的趨勢。當位移進入6∆y 時，接 頭區混凝土側面剪力裂縫持續發展，數 量與寬度持續增加並有些微的混凝土剝 落。當位移進入7∆y 時，接頭區側面混 凝土剪力裂縫持續變寬且逐漸加長與水 平裂縫結合，同時也可看到鋼梁與混凝 土交接面產生間隙。當位移進入 8∆y 時，試體發生巨響，強度嚴重下降，認 定試體已破壞。試驗完成後，將接頭區 混凝土敲開，發現鋼梁一側翼板由扇型 開孔沿翼板兩側成V 字型拉裂，如照片 七所示。而柱主筋並無明顯的變形，且 梁腹板與梁翼板銲道都保持完好。此組 試 體 之 載 重 最 大 值 為+755.4kN 與 -691.5kN，分別發生於+8∆y 與-7∆y 時。 試體 SRC5－D（簡稱 SRC5）主要 探討Panel Zone 之強度以及加銲疊合板 但不配置接頭區箍筋之影響，其接頭區 鋼柱腹板剪力強度為需求剪力的 1.42 倍。此試體之反復載重與位移曲線如圖 十一所示。當位移進入 7∆y 時，梁翼板 開始產生輕微塑性變形，此時試體之載 重 達 到 最 大 值 ， 分 別 為+771.9kN 與 -691.1kN。當位移進入 8∆y 時，梁腹板 也出現塑性變形。當位移進入9∆y 時， 鋼梁已出現明顯塑性鉸的現象。當位移 進入 10∆y 時，試體強度已下降達最大 載重之75﹪，認定試體已破壞，停止試 驗，此時試體側面之混凝土保持完好， 並無明顯開裂情形。此試體之梁塑性變 形圖如照片八所示。 本 研 究 所有試體之載重位移破壞 包絡線如圖十二所示。所有試體在極限 位移時側面混凝土的開裂情形如照片九 所示。 4.2 變形能力評估 依 據 美國 聯 邦 緊 急 事 務 處 理 局 （ Federal Emergency Management Agency，FEMA）有關耐震建築設計 要求，其最新公佈的 FEMA 350[14] 規 定 梁 柱 接 頭 的 轉 角 須 滿 足 層 間 變 位角（Interstory Drift Angle）θSD或 θU

的最小要求以確保接頭的韌性，層間 變位角的定義如圖十三所示。 本 研 究 參 考 FEMA 之定義來求 取試體的層間變位角。試體 SRC1 的 梁 端 最 大 位 移 為 11∆y＝121mm，試 體 SRC2 的梁端最大位移為 13∆y＝ 143mm，試體 SRC3 的梁端最大位移 為 11∆y＝121mm，試體 SRC4 的梁端 最大位移為 8∆y＝88mm，試體 SRC5 的 梁 端 最 大 位 移 為 10∆y＝110mm， 而 梁 端 到 柱 中 心 之 距 離 皆 為 2305mm，故試體 SRC1 之轉角 θ＝

5.2% 弧度，試體 SRC2 之轉角 θ＝ 6.2% 弧度，試體 SRC3 之轉角 θ＝ 5.2% 弧度，試體 SRC4 之轉角 θ＝ 3.8% 弧度，試體 SRC5 之轉角 θ＝ 4.8% 弧度。所有試體之破壞模式與 最大層間變位角如表 6 所示。 4.3 彎矩強度比之影響 實驗結果顯示，除了試體 SRC4 因 鋼梁斷裂韌性較差外，其餘試體之鋼梁 都在遠離SRC 柱混凝土面 10 至 15 公分 處產生了塑性鉸，發揮良好的韌性。 經由試體 SRC1 與 SRC2 之實驗發 現，當SRC 柱中之鋼骨斷面與鋼梁之彎 矩強度比值降至 0.70 與 0.84 時（如表 二 所 示 ），鋼梁仍可發揮韌性，產生良 好之塑性變形，且在梁柱接頭區之側面 混凝土亦無太嚴重的開裂情形。因此， 國內 SRC 規範草案針對鋼梁接 SRC 柱 之構造規定其鋼柱與鋼梁之彎矩強度比 值不得小於 1.0 之要求似乎過於保守， 建議應該可以稍微放寬此一規定。 4.4 接頭區（Panel Zone）腹板強度與 箍筋配置之影響 以一般純鋼構的梁柱接頭而言，當 接頭區腹板的剪力強度較弱時，可以藉 由剪力變形的消能機制來消耗梁端傳遞 來的能量。但在SRC 柱中之鋼柱，因為 混凝土的圍束，接頭區的腹板較不易如 純鋼構般可藉由大量的剪力變形來消 能，使梁端的應力無法順利地傳進至 SRC 柱中。 實驗結果顯示，試體 SRC4 之接頭 區腹板的剪力強度與接頭區需求剪力強 度比值為 0.47，鋼梁在未產生塑性鉸前 即發生鋼梁拉裂之情形，且其梁柱接頭 區之混凝土並未產生明顯的開裂。另一 方面，觀察本研究試體SRC1、 SRC2、 SRC3 之試驗結果，當接頭區腹板的剪 力強度與接頭區需求剪力強度比值為 0.75 時，此三支試體在極限狀態時皆產 生良好的塑性鉸。因此，本研究初步建 議鋼梁接 SRC 之梁柱接頭其接頭區腹 板的剪力強度與接頭區需求剪力強度之 比值不宜小於 0.75，以確保鋼梁之應力 能平順地傳遞至SRC 柱。 另一方面，試體 SRC5 之實驗結果 顯示，當在接頭區腹板加銲疊合板，使 其剪力強度高於需求剪力強度時（如表 三所示其比值為 1.42），即使未於接頭 區配置箍筋，此試體在極限狀態時仍然 產生良好的塑性鉸，如照片八所示。且 在梁柱接頭區之側面混凝土亦無明顯的 開裂情形，如照片九(e)所示。因此，藉 由在接頭區之腹板加銲足夠厚度的疊合 板來取代接頭區部份之箍筋似乎是可行 的。但因本研究實驗數據有限，因此梁 柱接頭區之強度與接頭區箍筋對此種型 式梁柱接頭之影響尚須更多的實驗加以 探討。 五、結論 本研究依據大尺寸試體之實驗結果 探討鋼梁接 SRC 柱之梁柱接頭的力學 行為，謹作成初步結論如下： 1. 實驗結果顯示，除了試體 SRC4 因 鋼梁的斷裂韌性較差外，其餘試體 之鋼梁都在遠離 SRC 柱混凝土面 處（10 至 15 公分）產生塑性鉸， 發揮了良好的韌性，顯示此種鋼梁 接 SRC 柱之梁柱接頭因接頭區混 凝土之圍束，可使塑性鉸遠離梁柱 接頭之銲道。 2. 實驗結果顯示，當 SRC 柱中之鋼骨 斷面與鋼梁之彎矩強度比值降至 0.70 時，鋼梁仍可產生良好之塑性 變形，且在梁柱接頭區側面混凝土 並無太明顯之開裂情形。本研究依 據有限的實驗數據，初步建議目前 國內 SRC 規範草案中鋼梁接 SRC 柱 之 梁 柱 接 頭 之 鋼 骨 彎 矩 強 度 比，(Mns)C/(Mns)B，之限制從 1.0 酌予放寬修正為0.8。

3. 本研究由實驗觀察發現，當 SRC 柱 中 鋼 骨 之 接 頭 區 腹 板 （Panel Zone）之抗剪強度低於 75％的接頭 區最大需求剪力時，可能造成鋼梁 與 SRC 柱應力傳遞問題，因此建 議設計者宜檢討接頭區腹板之抗 剪能力。 4. 實驗結果顯示，在梁柱接頭區之鋼 柱腹板加銲適當之疊合板可有效 減少梁柱接頭區混凝土之開裂。實 驗結果初步發現，藉由在接頭區之 鋼柱腹板加銲足夠厚度的疊合板 來取代接頭區部份之箍筋似乎是 可行的。但因本研究實驗數據有 限，因此接頭區之強度與接頭區箍 筋配置對此種型式梁柱接頭之影 響尚須更多的實驗加以探討。 5. 在接頭區採用 4 支 90+135 度彎鉤 之周邊繫筋以形成一個圍束箍筋 的方式，實驗結果初步顯示，可以 提供SRC 柱良好的圍束，此種安排 並簡化了傳統 SRC 梁柱接頭處箍 筋施工的複雜性。 六、參考文獻

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Design Criteria for New Steel Moment-Frame Buildings, Prepared by the SAC Joint Venture for the Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C., 2000.

表一 SRC 梁柱接頭試體尺寸 梁斷面 柱斷面 鋼梁斷面 全斷面 鋼骨斷面 d×bf×tw×tf B×H d×bf×tw×tf 接頭區疊合 板厚度 試體編號 (mm) (mm) (mm) (mm) SRC1－MR0.70 350×350×10×12 9 SRC2－MR0.84 350×350×19×19 0 SRC3－MR1.12 350×350×19×28 0 SRC4－ND 350×350×12×19 0 SRC5－D 488×300×11×18 550×550 350×350×12×19 24 註解: 1. 試體編號 MR 代表鋼柱與鋼梁之彎矩強度比；ND 代表未在接頭 區加銲疊合板；D 代表在接頭區加銲疊合板。 2. 試體 SRC4 及 SRC5 在接頭區並未配置箍筋。 表二 鋼柱、SRC 柱與鋼梁之彎矩強度比值 表三 接頭區腹板剪力強度與需求剪力比值 表四 SRC 梁柱接頭試體之材料強度 試體編號 鋼梁塑性彎矩 (Mps)B （kN-m） 接頭需求剪 力Vu（kN） 接頭區腹板剪力 強度Vs（kN） Vs/Vu SRC1 1333 2227 1668 0.75 SRC2 1333 2227 1668 0.75 SRC3 1333 2227 1668 0.75 SRC4 1333 2227 1053 0.47 SRC5 1333 2227 3160 1.42 註解: 接頭需求剪力 Vu為鋼梁達到塑性彎矩時，由鋼梁上下翼 板之拉力傳至梁柱接頭區內之剪力，在扣除柱剪力後之 接頭區需能提供之剪力強度。 鋼梁塑性 彎矩(Mps)B 鋼柱塑性 彎矩(Mps)C SRC 柱極限 彎矩MSRC 試體編號 (kN-m) (kN-m) (kN-m) (Mps)C/(Mps)B MSRC/( Mps)B SRC1 1333 938 1338 0.70 1.00 SRC2 1333 1113 1507 0.84 1.13 SRC3 1333 1490 1884 1.12 1.41 SRC4 1333 1042 1436 0.78 1.08 SRC5 1333 1286 1680 0.96 1.26 註解: 表中之彎矩強度皆依材料實際降伏強度計算 材料強度 鋼骨 鋼梁 鋼柱 #3 鋼筋 #6 鋼筋 混凝土 Fy Fu Fy Fu Fy Fu Fy Fu fc’ 試體編號

(MPa) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa)

SRC1 41.8 SRC2 34.4 SRC3 33.7 SRC4 SRC5 430 545 418 543 427 584 501 716 34.4

表五 SRC 梁柱接頭試體之破壞模式 與變形能力 圖一 SRC 柱斷面配筋圖 (a) 試體 SRC1、SRC2 及 SRC3 (b) 試體 SRC4 及 SRC5(接頭區未配置箍筋) 圖二 SRC 接頭試體之柱箍筋配置圖

圖三 試體 SRC1、SRC2 及 SRC3 在梁 柱接頭區之箍筋配置示意圖 試體編號 破壞模式 最大層間變位角 （﹪弧度） SRC1 鋼梁形成塑性鉸 5.2 SRC2 鋼梁形成塑性鉸 6.2 SRC3 鋼梁形成塑性鉸 5.2 SRC4 銲道附近翼板拉裂 3.8 SRC5 鋼梁形成塑性鉸 4.8 # 3@150×10 # 3@150×10 550 #6 主筋 #3 箍筋 550 45 50 單位: mm 80 500 500 70 # 3@150×10 # 3@150×3 # 3@150×10 150 單位: mm

圖四 SRC 試體之鋼骨梁柱銲接示意圖 圖五 實驗配置圖 圖六 反復載重之位移控制歷時圖 圖七 試體 SRC1 之反復載重與位移曲線圖 Strong Floor MTS Actuator Reaction Wall 2030mm 3000mm SRC Column Steel Beam Axial Force 鋼柱 鋼梁H488×300×11×18 TYP 迴圈數 Δ/Δy -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 Displacement(mm) Lo ad (k N )

圖八 試體 SRC2 之反復載重與位移曲線圖 圖九 試體 SRC3 之反復載重與位移曲線圖 圖十 試體 SRC4 之反復載重與位移曲線圖 圖十一 試體 SRC5 之反復載重與位移曲線圖 -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 Displacement(mm) Lo ad (k N) -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 Displacement(mm) Lo ad (k N) -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 Displacement(mm) Lo ad (k N) -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 Displacement(mm) Lo ad (k N ) -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 -150 -100 -50 0 50 100 150 Displacement(mm) Lo ad (k N)

圖十二 SRC試體之力與位移破壞包絡曲線圖 圖十三 層間變位角θ [14] 照片一 試體SRC5之接頭區加銲疊合板 照片二 試體灌漿前模板組立情形 照片三 SRC梁柱接頭實驗架設圖 -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200

Beam tip displacement (mm)

B ea m ti p l oa d ( kN) SRC1－MR0.70 SRC2－MR0.84 SRC3－MR1.12 SRC4－ND SRC5－D （梁端位移）

}

CL CL

L

∆

=

θ

CL L CL ∆ （柱心至梁端施力點距離） 樓層上下柱之中點距離

照片四 試體SRC1之鋼梁塑性變形情形

照片五 試體SRC2之鋼梁塑性變形情形

照片六 試體SRC3之鋼梁塑性變形情形

照片七 試體SRC4之鋼梁翼板拉裂情形

（a）試體SRC1（在極限位移11Δy時） （b）試體SRC2（在極限位移13y時） （c）試體SRC3（在極限位移11Δy時） （d）試體SRC4（在極限位移8Δy時） （e）試體SRC5（在極限位移10Δy時） 照片九 本研究五支SRC試體接頭側面混 凝土在極限載重情況下開裂情形