鋼骨梁柱接頭橫隔板耐震性能研究
摘要
國內鋼結構建築之箱型柱與寬翼梁構成的抗彎接合中，箱型柱內與梁翼板同高處配置柱內橫隔板，且箱型柱與 內橫隔板間至少一對接合銲道使用電熱熔渣銲之接合細節，已成為國內鋼構界之工業化製造標準。但在過去許多 針對此接合細節之梁柱接頭試驗結果中可發現，當接頭尚未發展明顯非線性變形前，常在電熱熔渣銲銲道之熱影 響區附近發生脆性破壞，其破壞機率約為25%。由關於電熱熔渣銲之研究成果發現，箱型柱內橫隔板採電熔渣銲 與柱板接合之梁柱接頭耐震性能可靠度不佳，此顯示國內採用電熱熔渣銲之箱型柱梁接頭，在未發展充分非線性 變形能力前有較高之破壞機率，研究也顯示此電熱熔渣銲製作與檢測品質仍有改善空間，值得國內工程界及鋼構 業重視。藉由有限元素分析結果、電熱熔渣銲元件試驗結果與實尺寸梁柱接頭試驗結果皆顯示，當柱內電熱熔渣 銲位置偏差或柱外梁翼位置偏差等施工問題發生時，其累積塑性應變之指標明顯提升，且皆於試驗過程中發生突 發性的脆性破壞。.
Seismic Researches of Diaphragms in Beam-to-Box Columns .
主管單位：內政部建築研究所 主持人：鄭元良 主任秘書 協同主持人：蔡克銓 教授
計畫參與人員：李台光、汪家銘、林克強、莊勝智
結論與建議
由有限元素分析結果、ESW元件試驗結果與實尺寸梁柱接頭試驗結果皆顯示，當柱內ESW位置偏差或柱外梁翼位 置偏差等施工問題發生時，其PEEQ之指標明顯提升，而Opening之指標由有限元素分析結果亦發現有明顯提升 之趨勢，故避免施工偏差以降低梁柱接頭發生電熔渣銲銲道破壞之機率。
Force
25
28
25
0,2
0,2
ESWBacking Backing
Flange CJP Column
Plate
Diaphragm
HAZ
25
28
25
0,2
0,2
ESWBacking Backing
Flange CJP Column
Plate
Diaphragm
HAZ
-0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4
-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 ESW VEC (mm)
Opening (mm) Top
Bottom D38BFCC
0 0.01 0.02 0.03 0.04
-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 ESW VEC (mm)
Max. PEEQ
Top Bottom D38BFCC
電熔渣銲接合細節示意圖 有限元素分析模型 ESW熔透直徑為38mm時，採用不同垂直偏心量之分析結果比較圖
ESW元件試體架設照片
梁柱接頭試體架設照片
ESW元件試體之破壞情況 ESW元件試體之橫隔板應變比較圖
0 0.004 0.008 0.012 0.016
-200 -100 0 100 200
Strain
離橫隔板橫斷面中性軸之距離 (mm) EC EE+8 EE+25
y
0 1000 2000 3000 4000
0 50 100 150 200
Force (kN)
Disp. (mm)
EE+25
-1000 -500 0 500 1000
-6 -4 -2 0 2 4 6
Beam S h ear (k N)
p(%, radian)
FPcFPr
EE
梁柱接頭試體之梁端受力與總塑性變形轉角關係圖 梁柱接頭試體對應上翼板之柱板受拉拱起情況 ESW元件試體
之位移與力量 關係圖
