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DC 欄位 | 值 | 語言 |
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dc.contributor.advisor | 蔡克銓(Keh-Chyuan Tsai) | |
dc.contributor.author | Chih-Yu Wei | en |
dc.contributor.author | 魏志毓 | zh_TW |
dc.date.accessioned | 2021-06-13T04:13:14Z | - |
dc.date.available | 2007-07-28 | |
dc.date.copyright | 2006-07-28 | |
dc.date.issued | 2006 | |
dc.date.submitted | 2006-07-24 | |
dc.identifier.citation | 1. AISC(American Institute of Steel Construction). (1999), “Manual of Steel Construction: Load & Resistance Factor Design Volume II Connections. ”, Chicago, IL.
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dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/32671 | - |
dc.description.abstract | 經歷多年的研究與推廣,集眾多優點的挫屈束制支撐(BRB)已逐漸受到重視,但在因應BRB快速成長的同時,仍有研發更經濟、更有利於大量生產,且於地震過後能檢測之BRB構件的需求。本研究發展預鑄式挫屈束制支撐,並以「挫屈束制支撐斷面尺寸規格化」做為目標,提出一簡單的計算公式,使BRB能呈現更經濟與更具空間配置之優勢。構架系統分析與設計部份,由於建築物耐震設計規範要求斜撐構架採較小之基本振動週期,常導致須考慮較同高度的抗彎矩構架更大的設計地震力,斜撐系統是否仍具有良好的經濟效益與耐震性能,實有再探討的必要。
本研究的項目主要包括:(1)研發組合型以及可拆型預鑄式挫屈束制支撐構件並探討其力學行為。(2)藉由BRB局部挫屈試驗,推導BRB所需的混凝土強度需求估算公式,並藉由核心寬厚比 、混凝土厚度 以及混凝土強度 的關係,探討BRB規格化之設計方法。(3)建置BRB構件與接合設計程式,提供工程師方便且迅速之設計工具。(4)提出完整設計案例,比較韌性抗彎矩構架(MRF)、偏心斜撐構架(EBF)與挫屈束制支撐構架(BRBF)的經濟性、可靠性與耐震性能等研究。 試驗顯示新開發的預鑄式挫屈束制支撐具穩定的遲滯反應。所推導之BRB圍束混凝土強度需求估算公式,以核心鋼板材料為 為例, ,混凝土強度需求與其厚度成反比,相較於前人所提出之混凝土強度需求與厚度成正比之理論較適用於工程應用。另所提出之BRB構件與接合設計程式以及支撐規格化參考表,可使應用技術已成熟的BRB,設計時更為簡便。最後利用非線性結構分析程式進行構架系統動態反應歷時模擬,發現斜撐系統能有效控制結構系統受地震時的樓層側位移角,其中以BRBF具有強烈地震下能量集中於斜撐消釋而梁柱構件多保持彈性的優勢,整體用鋼量多寡依序為,MRF、EBF與BRBF。 | zh_TW |
dc.description.abstract | After many years of study and promotion, the Buckling Restrained Braces (BRB) had been subjected to a value gradually in recent years. In order to produce the products more efficiently and economically in a large quantities and it can be measured after the earthquake. This research use a simple formula based on the goal “standardizing BRB section size’’ developing Precast BRB. In other words, it is going to be more economically and saving spaces. The part of frame system analysis and design, the seismic restraint design code often has lower period of brace frames, it often results in needing higher design load than the same height of Moment Resisting Frame. This research also studied the economic benefits and the performance of seismic of brace frames.
The objectives of this study include: (1) Researching and developing combined and removable type of Precast BRB and probe its mechanics behavior and the characteristic of seismic. (2) Deriving the necessary demand formula for the concrete intensity, using the relation between core proportion of thickness and width ( ) and the thickness ( ) and intensity ( ) of concrete, probe the BRB standardizes method. (3) Constructing the BRB design program, offers more convenient and efficiency design environment to the engineer. (4) Proposing the case study, and comparing the research of the economy, dependability and seismic performance of Moment Resisting Frame (MRF), Eccentrically Braces Frame (EBF), and Buckling Restrained Braces Frame (BRBF). The results showed that the Precast BRB developed a fully hysteresis and dissipate large amounts of energy. The necessary demand formula for concrete intensity, such as the material of ASTM A572 Grade 50 of core plate, . In engineering application, the concrete intensity is in inverse proportion to thickness is much correct than in direct proportion by predecessor proposing. Moreover, the BRB design program and the standardizing form can make BRB application technology belongs to ripe stage and more convenient design. Finally, using the inelastic structure analysis program PISA3D do the non-linear dynamic time history analysis, resulted the brace frames can effective control the story drift, and the BRB can stably absorb the energy without failing, and the beams and columns have elastic response. Furthermore, the orders from the maximum steel weight to the minimum steel weight are, MRF, EBF, and BRBF. | en |
dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-13T04:13:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-95-R93521201-1.pdf: 5568185 bytes, checksum: 42cc7aef49b8c87eef25d96838a2faff (MD5) Previous issue date: 2006 | en |
dc.description.tableofcontents | 目 錄
誌謝 ㄧ 中文摘要 二 英文摘要 三 目錄 四 表目錄 八 圖目錄 十 照片目錄 十五 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機 3 1.3 研究目的與內容 5 1.4 論文架構 6 第二章 挫屈束制支撐之力學行為與特性 9 2.1 挫屈束制支撐之原理 9 2.2 挫屈束制支撐之組成 9 2.3 挫屈束制支撐之力學行為 11 2.4 挫屈束制支撐之設計流程 16 第三章 新型挫屈束制支撐介紹 19 3.1 預鑄式挫屈束制支撐工法簡介 19 3.2 預鑄式挫屈束制支撐 19 3.2.1 組合型預鑄式挫屈束制支撐 20 3.2.2 可拆型預鑄式挫屈束制支撐 21 3.3 預鑄式與一般常見之挫屈束制支撐比較 23 3.4 新式圍束構材(SCC)之採用 24 第四章 第一階段試驗計畫與結果分析 25 4.1 研究動機與試驗計劃 25 4.2 試驗施力與量測系統 26 4.3 試驗加載歷時與控制方法 27 4.4 組合型預鑄式挫屈束制支撐可行性研究 29 4.4.1 試體設計 29 4.4.2 試驗過程與紀錄 30 4.4.3 試驗結果與分析 31 4.5 第一階段挫屈束制支撐局部挫屈研究 31 4.5.1 試體設計 32 4.5.2 試驗過程與紀錄 33 4.5.3 試驗結果與分析 35 4.5.4 圍束構材混凝土強度需求設計探討與建議 38 第五章 第二階段試驗計畫與結果分析 42 5.1 研究動機與試驗計劃 42 5.2 第二階段挫屈束制支撐局部挫屈研究 42 5.2.1 試體設計 42 5.2.2 試驗過程與紀錄 43 5.2.3 試驗結果與分析 45 5.3 挫屈束制支撐核心設計最佳寬厚比 48 第六章 雙核心挫屈束制支撐構件與接合設計程式 49 6.1 程式簡介 49 6.2 程式功能 49 第七章 挫屈束制支撐構架系統之設計與耐震性能研究 53 7.1 挫屈束制支撐構架系統之設計流程與細節 53 7.2 構架系統分析模型 56 7.2.1 六層樓韌性抗彎矩構架、偏心斜撐構架與挫屈束制 撐構架系統分析比較 58 7.2.1.1 六層樓韌性抗彎矩構架系統設計示範例 59 7.2.1.2 六層樓偏心斜撐構架系統設計示範例 62 7.2.1.3 六層樓挫屈束制支撐構架系統設計示範例 64 7.2.2 十二層樓韌性抗彎矩構架、偏心斜撐構架與挫屈束制 支撐構架系統分析比較 66 7.2.2.1 十二層樓韌性抗彎矩構架系統設計示範例 67 7.2.2.2 十二層偏心斜撐構架系統設計示範例 69 7.2.2.3 十二層挫屈束制支撐構架系統設計示範例 71 7.2.3 二十層樓韌性抗彎矩構架、偏心斜撐構架與挫屈束制 支撐構架系統分析比較 74 7.2.3.1 二十層樓韌性抗彎矩構架系統設計示範例 74 7.2.3.2 二十層偏心斜撐構架系統設計示範例 76 7.2.3.3 二十層挫屈束制支撐構架系統設計示範例 78 7.3 綜合討論 81 第八章 結論與未來展望 86 8.1 研究結論 86 8.2 未來展望 87 參考文獻 89 附錄 挫屈束制支撐規格化斷面尺寸表 92 表 目 錄 表1.1 台灣地區使用挫屈束制支撐之工程一覽表 101 表4.1 第一階段試驗拉力試片試驗結果 103 表4.2 第一階段各試體混凝土試驗結果 103 表4.3 公式驗證目前已使用之工程案例 103 表5.1 第二階段試體混凝土強度需求 104 表5.2 第二階段試驗拉力試片試驗結果 104 表5.3 第二階段各試體混凝土試驗結果 104 表7.1 六層樓MRF彈性分析結果之構件尺寸 105 表7.2 六層樓EBF彈性分析結果之構件尺寸 105 表7.3 六層樓BRBF彈性分析結果之構件尺寸 105 表7.4 十二層樓MRF彈性分析結果之構件尺寸 106 表7.5 十二層樓EBF彈性分析結果之構件尺寸 106 表7.6 十二層樓BRBF彈性分析結果之構件尺寸 106 表7.7 二十層樓MRF彈性分析結果之構件尺寸 107 表7.8 二十層樓EBF彈性分析結果之構件尺寸 107 表7.9 二十層樓BRBF彈性分析結果之構件尺寸 108 表7.10 六層樓動力歷時分析反應對照表 108 表7.11 十二層樓動力歷時分析反應對照表 109 表7.12 二十層樓動力歷時分析反應對照表 109 圖 目 錄 圖1.1 搭接式挫屈束制支撐示意圖 110 圖2.1 挫屈束制消能支撐主要單元示意圖 110 圖2.2 混凝土所提供側向勁度示意圖 111 圖2.3 含挫屈束制支撐構架之受力與變形關係示意圖 111 圖3.1 習見之挫屈束制支撐 112 圖3.2 組合型預鑄式挫屈束制支撐 112 圖3.3 可拆型預鑄式挫屈束制支撐 113 圖4.1 試體量測系統裝置圖 114 圖4.2 資料收集線路配置圖 114 圖4.3 試體試驗標準加載歷時與疲勞歷時 115 圖4.4 預鑄式挫屈束制支撐間隙示意圖 115 圖4.5 夾具尺寸明細圖 116 圖4.6 預鑄式挫屈束制支撐可行性研究試體 117 圖4.7 C_NSC標準加載遲滯迴圈圖 121 圖4.8 C_NSC疲勞加載遲滯迴圈圖 121 圖4.9 第一階段局部挫屈研究試體 122 圖4.10 U_SCC07標準加載遲滯迴圈圖 126 圖4.11 U_SCC14標準加載遲滯迴圈圖 126 圖4.12 G_01標準加載遲滯迴圈圖 127 圖4.13 G_02標準加載遲滯迴圈圖 127 圖4.14 混凝土所提供側向勁度示意圖 128 圖4.15 混凝土強度6000psi斷面尺寸對應圖(A36) 129 圖4.16 混凝土強度7000psi斷面尺寸對應圖(A36) 129 圖4.17 混凝土強度8000psi斷面尺寸對應圖(A36) 130 圖4.18 混凝土強度6000psi斷面尺寸對應圖(A572) 130 圖4.19 混凝土強度7000psi斷面尺寸對應圖(A572) 131 圖4.20 混凝土強度8000psi斷面尺寸對應圖(A572) 131 圖5.1 第二階段局部挫屈研究試體(W90H60) 132 圖5.2 第二階段局部挫屈研究試體(W100H70) 134 圖5.3 第二階段局部挫屈研究試體(W100H60) 136 圖5.4 W90H60標準加載遲滯迴圈圖 138 圖5.5 W100H70標準加載遲滯迴圈圖 138 圖5.6 W100H60標準加載遲滯迴圈圖 139 圖6.1 雙核心挫屈束制支撐構件與接合設計程式視窗介面 140 圖6.2 基本資料輸入 140 圖6.3 核心元件等效勁度計算 141 圖6.4 外鋼管慣性矩需求 141 圖6.5 焊接接合需求 141 圖6.6 栓接接合需求 142 圖6.7 栓接接合破壞檢核 142 圖6.8 接合板破壞檢核 142 圖6.9 轉換段面挫屈檢核 143 圖6.10 接合板挫屈檢核 143 圖6.11 混凝土強度估算 143 圖7.1 均佈力法示意圖 144 圖7.2 均佈力法計算接合強度示意圖 144 圖7.3 分析之結構系統平面圖 145 圖7.4 六層樓各結構系統立面圖 145 圖7.5 人造地震之正規化反應譜 146 圖7.6 人造地震於不同回歸期下對應之加速度歷時 146 圖7.7 六層樓MRF樓層側位移角與側位移分佈圖 147 圖7.8 六層樓EBF樓層側位移角與側位移分佈圖 147 圖7.9 六層樓BRBF樓層側位移角與側位移分佈圖 147 圖7.10 十二層樓MRF樓層側位移角與側位移分佈圖 148 圖7.11 十二層樓EBF樓層側位移角與側位移分佈圖 148 圖7.12 十二層樓BRBF樓層側位移角與側位移分佈圖 148 圖7.13 二十層樓MRF樓層側位移角與側位移分佈圖 149 圖7.14二十層樓EBF樓層側位移角與側位移分佈圖 149 圖7.15 二十層樓BRBF樓層側位移角與側位移分佈圖 149 圖7.16 六層樓層間側位移角分佈圖 150 圖7.17 六層樓樓層最大剪力分佈圖 150 圖7.18 六層樓頂層位移歷時圖 151 圖7.19 六層樓MRF塑鉸分佈圖 151 圖7.20 六層樓EBF塑鉸分佈圖 151 圖7.21 六層樓BRBF塑鉸分佈圖 151 圖7.22 六層樓各結構系統能量分佈圖 152 圖7.23 十二層樓層間側位移角分佈圖 153 圖7.24 十二層樓樓層最大剪力分佈圖 154 圖7.25 十二層樓頂層位移歷時圖 154 圖7.26 十二層樓MRF塑鉸分佈圖 155 圖7.27 十二層樓EBF塑鉸分佈圖 155 圖7.28 十二層樓BRBF塑鉸分佈圖 155 圖7.29 十二層樓各結構系統能量分佈圖 156 圖7.30 二十層樓層間側位移角分佈圖 157 圖7.31 二十層樓樓層最大剪力分佈圖 158 圖7.32 二十層樓頂層位移歷時圖 158 圖7.33 二十層樓MRF塑鉸分佈圖 159 圖7.34 二十層樓EBF塑鉸分佈圖 159 圖7.35 二十層樓BRBF塑鉸分佈圖 159 圖7.36 二十層樓各結構系統能量分佈圖 160 圖7.37 各結構系統用鋼量統計圖 161 圖7.38 千分之三側位移角控制之用鋼量統計圖 162 照 片 目 錄 照片3.1 組合型預鑄式挫屈束制支撐組裝過程 163 照片3.2 可拆型預鑄式挫屈束制支撐組裝過程 165 照片4.1 C_NSC試體安裝完成照片 168 照片4.2 C_NSC試體端板受擠壓破裂 168 照片4.3 U_SCC07試體安裝完成照片 169 照片4.4 U_SCC07試體發生局部挫屈 169 照片4.5 U_SCC14試體發生整體挫屈 170 照片4.6 G_01試體發生局部挫屈 170 照片4.7 G_02試體發生局部挫屈 171 照片4.8 U_SCC07試體內部混凝土碎裂情形 171 照片4.9 U_SCC14試體內部混凝土情形 172 照片4.10 G_01試體剖開內部核心元件情形 172 照片4.11 G_01試體剖開內部核心元件情形 172 照片4.12 G_02試體剖開內部核心元件情形 173 照片4.13 G_02試體剖開內部核心元件情形 173 照片5.1 W90H60試體安裝完成照片 174 照片5.2 W90H60試體發生局部挫屈 174 照片5.3 W100H70試體安裝完成照片 175 照片5.4 W100H70試體發生局部挫屈 175 照片5.5 W100H60試體安裝完成照片 176 照片5.6 W100H60試體發生局部挫屈 176 照片5.7 第二階段各試體剖開情形 177 照片5.8 W90H60試體混凝土碎裂情形 177 照片5.9 W90H60試體核心斷裂情形 178 照片5.10 W100H70試體混凝土碎裂情形 178 照片5.11 W100H70試體核心斷裂情形 178 照片5.12 W100H60試體混凝土碎裂情形 179 | |
dc.language.iso | zh-TW | |
dc.title | 挫屈束制支撐局部挫屈與構架耐震效益分析研究 | zh_TW |
dc.title | A Study of Local-Buckling BRB and Cost Performance of BRBF | en |
dc.type | Thesis | |
dc.date.schoolyear | 94-2 | |
dc.description.degree | 碩士 | |
dc.contributor.oralexamcommittee | 蔡易超(I-Chau Tsai),黃震興(Jenn-Shin Hwang) | |
dc.subject.keyword | 挫屈束制支撐,預鑄式,局部挫屈,混凝土強度, | zh_TW |
dc.subject.keyword | Buckling Restrained Braces,Precast, Local-Buckling,Concrete Strength, | en |
dc.relation.page | 179 | |
dc.rights.note | 有償授權 | |
dc.date.accepted | 2006-07-26 | |
dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
dc.contributor.author-dept | 土木工程學研究所 | zh_TW |
顯示於系所單位: | 土木工程學系 |
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