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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 蔡克銓(Keh-Chyuan Tsai) | |
| dc.contributor.author | Yi-Hsuan Yang | en |
| dc.contributor.author | 楊依璇 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-16T05:13:27Z | - |
| dc.date.available | 2014-08-21 | |
| dc.date.copyright | 2014-08-21 | |
| dc.date.issued | 2014 | |
| dc.date.submitted | 2014-08-18 | |
| dc.identifier.citation | 1. AISC (2010a), Specification for Structural Steel Buildings, American Institute of Steel Construction, Chicago, IL.
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| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/56029 | - |
| dc.description.abstract | 鋼板剪力牆為一具高側向勁度與韌性之新型鋼結構抗側力系統。以往有關鋼板剪力牆邊界梁構件之研究或使用，多採鋼寬翼斷面，由於實際建築結構中常有樓板存在，對於僅承受鋼板下拉力之頂層邊界梁，梁跨中承受大量正向彎矩，若可考量以鋼寬翼斷面與混凝土樓板之合成梁應用於鋼板剪力牆之邊界梁中，則混凝土之抗壓性質應能對梁之正向彎矩強度提供一定貢獻，使梁斷面的選擇更為經濟。因此本研究以ABAQUS有限元素分析觀察合成梁應用於鋼板剪力牆邊界梁之行為，分析結果顯示，來自合成梁下方之鋼板拉力，會使混凝土與鋼梁之共同作用行為不如預期，在鋼梁達極限狀態時，混凝土提供的強度甚是微小。因此本研究建議不宜以合成梁設計邊界梁，而應保持一般鋼寬翼斷面梁之設計方法，僅考量鋼骨之彎矩強度。
在建築結構中，一般針對不同向的地震分別設計結構物雙向的抗側力系統，若將用以抵抗不同側向地震力之鋼板剪力牆組合為三維鋼板剪力牆系統，並將之應用於樓梯或電梯隔間，則鋼板剪力牆在建築結構中將有更好的使用性。本研究先以較為簡便的等效斜撐模型設計鋼板剪力牆系統，對承受雙向反應之三維鋼板剪力牆底層邊界柱構件進行研究，考量雙正交向構架及鋼板造成之彎矩、剪力及軸力互制關係，提出一套三維鋼板剪力牆邊界柱容量設計方法。為驗證所提方法之有效性，本研究採五組兩層樓L型三維鋼板剪力牆有限元素模型進行分析，分析結果顯示，本研究所提出之算式可準確預估底層受壓邊界柱之雙向彎矩需求分佈。 為了驗證並觀察三維鋼板剪力牆實際受雙向側推之反應，本研究與黃彤同學合作，設計一座實尺寸兩層樓C型三維鋼板剪力牆試體，並於國家地震工程研究中心進行雙向反覆側推試驗，由試驗過程記錄及反應來探討鋼板剪力牆系統底層柱之塑性行為。試體長向為跨距5米之一般型鋼板剪力牆，短向為跨距2米之束制型鋼板剪力牆，樓層一樓高為3.41米、二樓為3.28米。試體使用2.6公厘厚的低降伏強度鋼板，為配合油壓作動器之容量限制，二樓鋼板進行穿孔，強度折減至等效於1.8公厘厚之鋼板。反覆側推試驗至+2.5%弧度之試驗結果及ABAQUS有限元素側推分析證實，本研究提出之三維鋼板剪力牆邊界柱設計方法可準確預估底層受壓邊界柱之耐震實驗反應。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | Steel plate shear walls (SPSWs) have been recognized as a steel structural system with high lateral stiffness and ductility. Past studies on the horizontal boundary elements(HBEs) in SPSWs were focused on the steel wide flange sections. Due to the panel tension filed action, the top boundary beam in a SPSW is subjected to a positive bending moments near the beam mid-span, since concrete slab exists in building structures, the composite action of the concrete slab and steel beams may reduce the requirements of the steel beams size. In order to investigate the effects of composite action in the top boundary beam of SPSW, ABAQUS finite element model (FEM) analysis is conducted. Analysis results show that the composite effect is not pronounced since the vertical downward panel forces are applied on the beam bottom flange. The concrete slab only provides a small contribution on the positive bending moment capacity when the steel beam reaches the ultimate state. Therefore, it is concluded that only the steel section without the composite action be considered in the design of the top HBEs.
The lateral force resisting systems in building structures are usually designed separately for two orthogonal directions. The three dimensional steel plate shear wall (3D-SPSW) systems can be configured by using more than one SPSW in two different directions. It could be constructed around the stair or elevator cases in a building to resist the biaxial lateral forces effectively. In this study, the equivalent brace models are incorporated into a simplified procedures to estimate the biaxial force demands in the 1st story column of a 3D-SPSW. The proposed capacity design method for the column considers the relationships among the axial force, biaxial bending moments and shear induced from both the frame and panel actions. In order to examine the effectiveness of the proposed capacity design method, ABAQUS FEM analyses of five 2-story L-type 3D-SPSWs systems are conducted. Analytical results confirm that the biaxial moment distribution in 1st story column can be accurately estimated by the proposed design method. In order to investigate the seismic responses of the 3D-SPSW under the biaxial earthquake load effects, a full scale 2-story C-type 3D-SPSW specimen was tested in National Center for Research on Earthquake Engineering in collaboration with another graduate student, Mr. Huang Tung. In the longitudinal direction, it is a typical 5-meter wide SPSW, while in the transverse direction, there are two 2-meter wide restrained SPSWs. The story heights are 3.41m and 3.28m for the 1st and 2nd stories, respectively. The 2.6mm-thick low yield strength steel plates were adopted. In order to match the force capacity of the actuators, the steel plates in 2nd story are perforated to a strength equivalent to a 1.8mm-thick low yield strength plate. Results of the pushover analyses on FEMs and the cyclic loading tests up to a roof drift of 0.025 radians confirm that the proposed capacity design method are suitable for the seismic design of 3D-SPSWs. The nonlinear responses of the 1st story column can be accurately predicted by the proposed design procedures. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-16T05:13:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-103-R01521226-1.pdf: 52539470 bytes, checksum: 00763a841da63f51205cd3b4cb722bb1 (MD5) Previous issue date: 2014 | en |
| dc.description.tableofcontents | 誌謝 I
摘要 II ABSTRACT III 目錄 V 表目錄 VIII 圖目錄 IX 照片目錄 XVIII 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機 1 1.3 研究目的與內容 2 1.4 論文架構 3 第二章 鋼板剪力牆系統介紹 4 2.1 概述 4 2.2 拉力場效應 5 2.2.1 拉力場行為 5 2.2.2 鋼板拉力場角度計算方法 7 2.3 數值模型 9 2.3.1 板條模型(Strip model) 9 2.3.2 等效斜撐模型(Equivalent Brace Model, EB Model) 10 2.3.3 有限元素模型(Finite Element Model, FE Model) 10 2.4 AISC鋼板剪力牆耐震設計規定 11 2.5 其他相關研究成果 13 2.6 鋼板剪力牆邊界構件容量設計 16 2.6.1 容量設計概念 16 2.6.2 耐震設計流程 17 2.6.3 邊界構件之力學行為特性 18 2.6.4 邊界梁容量設計方法 20 2.6.5 邊界柱容量設計方法 25 第三章 鋼寬翼斷面與混凝土樓板合成斷面邊界梁 34 3.1 鋼寬翼斷面與混凝土樓板合成梁設計規範介紹 34 3.1.1 混凝土樓板有效寬度 34 3.1.2 合成梁設計強度 35 3.1.3 剪力釘 37 3.2 有限元素模型分析 37 3.2.1 簡支梁模型 37 3.2.2 鋼板剪力牆模型 41 3.3 小結 44 第四章 三維鋼板剪力牆邊界柱容量設計 45 4.1 概述 45 4.2 鋼箱型斷面受組合力作用之互制關係 46 4.2.1 彎矩及剪力互制關係 46 4.2.2 彎矩及軸力互制關係 47 4.2.3 雙向彎矩及軸力互制關係 47 4.3 簡化雙向彎矩及軸力互制關係 49 4.4 底層邊界柱容量設計 51 4.4.1三維鋼板剪力牆之等效斜撐模型 51 4.4.2底層柱頂雙向彎矩比例參數R 51 4.4.3 柱彎矩塑鉸發生位置計算方法 52 4.4.4 避免底層柱柱頂於應變硬化階段產生彎矩或剪力塑鉸 56 4.5 非底層邊界柱容量設計 58 4.6 箱型邊界柱翼雙向面外受拉行為 58 4.7 有限元素模型分析 61 4.7.1 三維鋼板剪力牆模型 61 4.7.2 箱型柱構件單柱模型 65 4.8 小結 66 第五章 試驗計畫 67 5.1 試驗目的 67 5.2 試體介紹 67 5.3 試體設計 68 5.3.1邊界梁設計(WB及FB) 69 5.3.2 三維鋼板剪力牆邊界柱(BC) 70 5.3.3 二維束制型鋼板剪力牆邊界柱（HC） 71 5.3.4 束制構件（R1及R2） 72 5.3.5 二樓鋼板穿孔佈設方式 72 5.3.6 其它細節 73 5.4 試體組裝 76 5.5 施力系統與加載歷時 77 5.6 量測計畫 78 5.6.1 量測儀器 78 5.6.2 資料收集系統 80 第六章 試驗過程記錄 81 6.1 材料試驗 81 6.1.1金屬材料拉伸試驗 81 6.1.2混凝土抗壓試驗 82 6.2 試驗前記錄 82 6.3 反覆側推試驗記錄 83 6.4 疲勞試驗紀錄 87 第七章 試驗與數值模型分析結果 88 7.1 試體之ABAQUS有限元素模型介紹 88 7.2 試體反應與有限元素分析結果比較 89 7.2.1 構架行為 89 7.2.2 箱型邊界柱塑性行為 90 7.2.3 箱型邊界柱翼面外受拉行為 91 7.3 試驗過程小梁接合破壞檢討 92 第八章 結論與建議 94 8.1 結論 94 8.2 建議 94 參考文獻 96 附錄 A 鋼板剪力牆試體設計圖 100 附錄 B 鋼板剪力牆試驗量測儀器位置圖 129 表目錄 表3. 1 鋼板剪力牆有限元素模型尺寸 134 表4. 1 不同箱型斷面之Β值 134 表4. 2 三維鋼板剪力牆系統尺度 135 表4. 3 三維鋼板剪力牆邊界梁斷面尺寸及強度 135 表4. 4 三維鋼板剪力牆底層邊界柱設計結果 136 表4. 5 不恰當之三維鋼板剪力牆底層邊界柱設計結果 136 表4. 6 箱型柱柱翼雙向面外受拉檢核結果 137 表5. 1 試體斷面尺寸 137 表5. 2 三維鋼板剪力牆底層柱容量設計檢核 137 表5. 3 束制型鋼板剪力牆底層柱容量設計檢核 138 表5. 4 束制構件斷面及容量設計檢核 138 表6. 1 試體梁柱構件之材料試驗結果 138 表6. 2 鋼板拉伸試驗 139 表6. 3 混凝土抗壓試驗 139 表6. 4 考慮實際材料強度之三維鋼板剪力牆底層柱容量設計檢核 139 表6. 5考慮實際材料強度之束制型鋼板剪力牆底層柱容量設計檢核 140 表7. 1有限元素模型長向及短向側位移角比例 140 圖目錄 圖1. 1 鋼板剪力牆系統簡介圖 141 圖1. 2三維鋼板剪力牆系統 141 圖2. 1鋼板剪力牆於彈性階段下支應力狀態 (Kulak et al. 1983) 142 圖2. 2鋼板剪力牆拉力場示意 (Kulak et al. 1983) 142 圖2. 3鋼板剪力牆側推塑性變形反應 143 圖2. 4鋼板剪力牆軟層破壞情況 (Behbahanifard et al. 2003) 143 圖2. 5 鋼板等效勁度示意圖 (Sabouri-Ghomi et al. 2005) 144 圖2. 6 鋼板之彈性行為 (Sabouri-Ghomi et al. 2005) 144 圖2. 7 鋼板剪力牆受力與變形關係圖 (李昭賢 2007) 145 圖2. 8 TensionOnly Material 材料應力應變關係 145 圖2. 9 邊界構件容量不足導致拉力場發展不完全之行為 145 圖2. 10 鋼板於初始降伏階段之拉力場 (Berman 2011) 146 圖2. 11 鋼板於全面降伏階段之拉力場 (Berman 2011) 146 圖2. 12 拉力場角度隨樓層側位移角之變化 (Berman 2011) 146 圖2. 13 鋼板剪力牆之板條模型 147 圖2. 14 鋼板剪力牆之等效斜撐模型 147 圖2. 15 邊界柱受拉而引致之內縮現象 (Lubell et al. 2000) 147 圖2. 16 邊界柱柱頂與柱底同時發生塑鉸圖 (Behbahanifard et al. 2003) 148 圖2. 17 試體N與試體S之柱底塑鉸圖 (李昭賢 2007) 148 圖2. 18 試體N與試體S之受力與變形關係圖 (李昭賢 2007) 149 圖2. 19 塑鉸於(a)外柱四分之一柱高(b)整體(c)內柱柱底 (張景棠 2009) 149 圖2. 20 試體(a)NC(b)SC(c)WC一樓柱頂之塑性行為 (李弘祺 2011) 149 圖2. 21三座試體內側柱翼於最大考量地震階段之面外變形 (黃宣諭 2012) 150 圖2. 22試體NC及SC 於疲勞試驗後之試體正視圖 (蘇磊 2014) 151 圖2. 23 恰當與不恰當之容量設計例 151 圖2. 24 剪力牆系統軟層現象之機構 152 圖2. 25 單垮兩層鋼板剪力牆系統側向推垮過程 152 圖2. 26 拉力場對邊界構件載重示意圖 153 圖2. 27 鋼板剪力牆構架內力分解圖 153 圖2. 28 鋼板剪力牆構架彎矩及剪力分佈 154 圖2. 29 構架變形與鋼板應變關係示意圖 154 圖2. 30 應變硬化因子示意圖 155 圖2. 31 側向力抵抗系統非彈性力量位移曲線 (FEMA369) 155 圖2. 32 超強因子於非彈性力量位移曲線上之定義 (FEMA369) 156 圖2. 33 梁彎矩需求來源(Vian 2005) 156 圖2. 34 梁彎矩需求分佈(Vian 2005) 157 圖2. 35 估算邊界梁軸力之自由體圖 157 圖2. 36 梁柱接頭剪力板全焊接示意圖 158 圖2. 37 以RBS估算柱面彎矩及剪力之自由體圖 158 圖2. 38 中間梁塑鉸位置 159 圖2. 39 中間梁塑鉸往柱面偏移之現象 (Qu and Lin et al. 2008) 159 圖2. 40 等效斜撐構架模型計算由構架變形引致之柱彎矩(雙曲率情況) 159 圖2. 41 等效斜撐構架模型計算由構架變形引致之柱彎矩(單曲率情況) 160 圖2. 42 底層柱中彎矩塑鉸發生高度與底層柱高之比值x 160 圖2. 43 底層受壓柱彎矩分佈圖 160 圖2. 44 底層受壓柱於應變硬化下之彎矩需求 161 圖2. 45 底層受壓柱受力之自由體圖 (Qu and Bruneau 2010) 161 圖2. 46 應變硬化階段底層受壓柱受力之自由體圖 162 圖2. 47 估算邊界柱軸力之自由體圖 162 圖2. 48 底層受壓柱之彎矩容量與彎矩需求於側推過程中之變化 163 圖2. 49 估算全面降伏階段時邊界柱彎矩之自由體圖 163 圖3. 1 合成梁斷面正彎矩作用下塑性應力分布(AISC 2010a) 164 圖3. 2 合成梁斷面負彎矩作用下塑性應力分布(AISC 2010a) 164 圖3. 3 L型斷面合成梁(follow Brosnan and Uang 1995) 165 圖3. 4 合成梁應用於(a)樓層承載梁與(b)鋼板剪力牆邊界梁之傳力方式 165 圖3. 5 簡支承合成梁受均布力作用 166 圖3. 6 簡支承鋼梁受均布力作用 166 圖3. 7 簡支承合成梁有限元素模型 166 圖3. 8 混凝土受壓應力應變曲線(BS EN 1992-1-1，2004) 167 圖3. 9 混凝土受拉應力及開裂位移曲線(Lam and Qureshi，2010) 167 圖3. 10 合成梁模型受均布力 kN/mm時 168 圖3. 11 合成梁模型受均布力 kN/mm時 169 圖3. 12 合成梁模型受均布力 kN/mm時 170 圖3. 13 合成梁模型跨中初始降伏時( kN/mm) 171 圖3. 14 合成梁模型跨中完全降伏時( kN/mm) 172 圖3. 15 合成梁模型跨中完全降伏時之撓曲變形 173 圖3. 16 合成梁模型跨中完全降伏時之彎矩分佈 173 圖3. 17 鋼梁模型跨中初始降伏時( kN/mm) 174 圖3. 18鋼梁模型跨中完全降伏時( kN/mm) 174 圖3. 19 鋼板剪力牆與混凝土樓板有限元素模型 175 圖3. 20 模型施載方式與邊界條件 175 圖3. 21系統NS受側推至側位移2.5% rad.時之降伏情況 176 圖3. 22系統NS受側推至側位移3.5% rad.時之降伏情況 176 圖3. 23系統SS受側推至側位移2.5% rad.時之降伏情況 177 圖3. 24系統SS受側推至側位移3.5% rad.時之降伏情況 177 圖3. 25系統SC受側推至側位移2.5% rad.時之降伏情況 178 圖3. 26系統SC受側推至側位移2.5% rad.時混凝土樓板之軸向應力分布 178 圖3. 27系統SC受側推至側位移3.5% rad.時之降伏情況 179 圖3. 28系統SC受側推至側位移3.5% rad.時混凝土樓板軸向應力分布 179 圖3. 29系統WS受側推至側位移2.5% rad.時之降伏情況 180 圖3. 30系統WS受側推至側位移3.5% rad.時之降伏情況 180 圖3. 31系統WC受側推至側位移2.5% rad.時之降伏情況 181 圖3. 32系統WC受側推至側位移2.5% rad.時混凝土樓板軸向應力分布 181 圖3. 33系統WC受側推至側位移3.5% rad.時之降伏情況 182 圖3. 34系統WC受側推至側位移3.5% rad.時混凝土樓板軸向應力分布 182 圖4. 1 三維鋼板剪力牆系統 183 圖4. 2 三維鋼板剪力牆邊界柱受力方式：受壓柱、拉壓柱、受拉柱 183 圖4. 3 箱型斷面受單向彎矩及剪力作用 184 圖4. 4 箱型斷面受雙向彎矩及剪力作用 184 圖4. 5 箱型斷面翼板剪應力分佈(Mohareb and Ozkan 2004) 184 圖4. 6 箱型斷面受軸彎作用之應力分佈 185 圖4. 7 方形斷面受雙向彎矩及軸力作用下之中性軸位置 185 圖4. 8 箱型斷面各參數定義(follow Chen and Atsuta 1971) 186 圖4. 9 雙腹板組合斷面軸彎互制曲線 (follow Chen and Atsuta 1971) 186 圖4. 10 無軸力作用時之雙向彎矩互制曲線 187 圖4. 11 無軸力作用時之雙向彎矩互制曲線 187 圖4. 12 簡化方法與4.2.3節方法設計結果比較 188 圖4. 13 受壓柱雙向彎矩需求分佈 188 圖4. 14 受壓柱塑鉸發生位置 189 圖4. 15雙向彎矩造成箱型斷面彎矩應力分佈 189 圖4. 16 受壓柱在全面降伏階段下之自由體圖 190 圖4. 17 三維鋼板剪力牆邊界柱設計流程 191 圖4. 18門形構架及兩端固端梁簡化模型示意圖(黃宣諭 2012) 192 圖4. 19 三維鋼板剪力牆邊界箱型柱柱翼雙向受拉簡化模型 192 圖4. 20 箱型柱翼雙向受拉撓曲變形量 193 圖4. 21 Von Mises平面應力降伏面(黃宣諭 2012) 193 圖4. 22 三維鋼板剪力牆模型外觀 194 圖4. 23 系統E10在受側推至側位移1.0% rad.時之降伏情況 195 圖4. 24 系統E10在受側推至側位移2.5% rad.時之降伏情況 196 圖4. 25 系統L10T08在受側推至側位移1.0% rad.時之降伏情況 197 圖4. 26 系統L10T08在受側推至側位移2.5% rad.時之降伏情況 198 圖4. 27 系統E15在受側推至側位移1.0% rad.時之降伏情況 199 圖4. 28 系統E15在受側推至側位移2.5% rad.時之降伏情況 200 圖4. 29 系統L15T08在受側推至側位移1.0% rad.時之降伏情況 201 圖4. 30 系統L15T08在受側推至側位移2.5% rad.時之降伏情況 202 圖4. 31 系統L15T10在受側推至側位移1.0% rad.時之降伏情況 203 圖4. 32 系統L15T10在受側推至側位移2.5% rad.時之降伏情況 204 圖4. 33 系統E10底層受壓柱長向彎矩分佈情形 205 圖4. 34 系統E10底層受壓柱短向彎矩分佈情形 205 圖4. 35 系統L10T08底層受壓柱長向彎矩分佈情形 206 圖4. 36 系統L10T08底層受壓柱短向彎矩分佈情形 206 圖4. 37 系統E15底層受壓柱長向彎矩分佈情形 207 圖4. 38系統E15底層受壓柱短向彎矩分佈情形 207 圖4. 39 系統L15T08底層受壓柱長向彎矩分佈情形 208 圖4. 40系統L15T08底層受壓柱短向彎矩分佈情形 208 圖4. 41 系統L15T10底層受壓柱長向彎矩分佈情形 209 圖4. 42 系統L15T10底層受壓柱短向彎矩分佈情形 209 圖4. 43 設計不恰當之系統E10受側推至側位移1.0%rad.時之降伏情況 210 圖4. 44設計不恰當之系統E10受側推至側位移2.5%rad.時之降伏情況 211 圖4. 45 設計不恰當之系統L15T08受側推至側位移1.0%rad.時之降伏情況 212 圖4. 46 設計不恰當之系統L15T08受側推至側位移2.5%rad.時之降伏情況 213 圖4. 47 箱型柱構件模型之邊界條件示意圖 214 圖4. 48 之柱翼撓曲變形 215 圖4. 49 之柱翼撓曲變形 216 圖4. 50 之柱翼撓曲變形 217 圖4. 51 之柱翼撓曲變形 218 圖4. 52 Von Mises應力分佈 219 圖4. 53 Von Mises應力分佈 219 圖4. 54 Von Mises應力分佈 220 圖4. 55 實際降伏情況 220 圖4. 56 Von Mises應力分佈 221 圖4. 57 實際降伏情況 221 圖5. 1 三維鋼板剪力牆試驗配置 222 圖5. 2試體長向立面圖 222 圖5. 3試體短向立面圖 223 圖5. 4 C型三維鋼板剪力牆 223 圖5. 5試驗配置俯視圖 224 圖5. 6梁翼切削之幾何形狀 224 圖5. 7試體中間層及頂層鋼承樓板 225 圖5. 8中間層邊界梁之魚尾板及剪力釘配置 226 圖5. 9頂層邊界梁之魚尾板及剪力釘配置 226 圖5. 10以方形碳鋼鋼管作為束制構件 227 圖5. 11以槽鋼作為束制構件 227 圖5. 12 3W型鋼承板 227 圖5. 13試體中間層及頂層小梁配置 228 圖5. 14 底部地梁與錨定板之配置 229 圖5. 15 試體翼板側底部地梁 229 圖5. 16 試體腹板側底部地梁 229 圖5. 17 試體反覆載重位移施加方向 230 圖5. 18 原計畫之反覆載重位移施加歷時圖 230 圖5. 19 實際反覆載重位移施加歷時圖 231 圖6. 1鋼材拉伸試驗結果與其三線性近似模型 232 圖6. 2鋼牆板拉力試片尺寸 233 圖6. 3鋼牆板之材料試驗結果與其材料模型 233 圖6. 4 試驗油壓作動器編號 233 圖6. 5彈性測試時試體長向及短向受力變形關係圖 234 圖7. 1試體有限元素模型之幾何形狀與其網格 234 圖7. 2試體有限元素模型之邊界條件設定 235 圖7. 3束制構件與邊界柱間之鉸接設定 235 圖7. 4混凝土樓板與邊界梁及小梁之接觸面約束設定 236 圖7. 5側力施加位置及側推方向定義 236 圖7. 6試體長向受力與變形關係圖(至第一次+2.5%弧度側位移角) 237 圖7. 7試體短向受力與變形關係圖(至第一次+2.5%弧度側位移角) 237 圖7. 8試體長向完整反覆側推試驗之受力與變形關係圖 238 圖7. 9試體短向完整反覆側推試驗之受力與變形關係圖 238 圖7. 10試體EW側疲勞試驗之受力與變形關係圖 239 圖7. 11模型在+0.5% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 240 圖7. 12模型在+0.5% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 240 圖7. 13模型在+0.5% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 241 圖7. 14模型在+0.5% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 241 圖7. 15模型在+1.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 242 圖7. 16模型在+1.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 242 圖7. 17模型在+1.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 243 圖7. 18模型在+1.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 243 圖7. 19模型在+1.5% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 244 圖7. 20模型在+1.5% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 244 圖7. 21模型在+1.5% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 245 圖7. 22模型在+1.5% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 245 圖7. 23模型在+2.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 246 圖7. 24模型在+2.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 246 圖7. 25模型在+2.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 247 圖7. 26模型在+2.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 247 圖7. 27模型在+2.5% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 248 圖7. 28模型在+2.5% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 248 圖7. 29模型在+2.5% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 249 圖7. 30模型在+2.5% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 249 圖7. 31模型在+3.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 250 圖7. 32模型在+3.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 250 圖7. 33模型在+3.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 251 圖7. 34模型在+3.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 251 圖7. 35模型在+4.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 252 圖7. 36模型在+4.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 252 圖7. 37模型在+4.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 253 圖7. 38模型在+4.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 253 圖7. 39模型在+5.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 254 圖7. 40模型在+5.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 254 圖7. 41模型在+5.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 255 圖7. 42模型在+5.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 255 圖7. 43模型在-0.5% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 256 圖7. 44模型在-0.5% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 256 圖7. 45模型在-0.5% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 257 圖7. 46模型在-0.5% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 257 圖7. 47模型在-1.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 258 圖7. 48模型在-1.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 258 圖7. 49模型在-1.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 259 圖7. 50模型在-1.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 259 圖7. 51模型在-1.5% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 260 圖7. 52模型在-1.5% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 260 圖7. 53模型在-1.5% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 261 圖7. 54模型在-1.5% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 261 圖7. 55模型在-2.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 262 圖7. 56模型在-2.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 262 圖7. 57模型在-2.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 263 圖7. 58模型在-2.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 263 圖7. 59模型在-2.5% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 264 圖7. 60模型在-2.5% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 264 圖7. 61模型在-2.5% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 265 圖7. 62模型在-2.5% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 265 圖7. 63模型在-3.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 266 圖7. 64模型在-3.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 266 圖7. 65模型在-3.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 267 圖7. 66模型在-3.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 267 圖7. 67模型在-4.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 268 圖7. 68模型在-4.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 268 圖7. 69模型在-4.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 269 圖7. 70模型在-4.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 269 圖7. 71模型在-5.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(東北側) 270 圖7. 72模型在-5.0% rad.側位移下鋼板及梁柱構件之降伏情況(西南側) 270 圖7. 73模型在-5.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況(EW側) 271 圖7. 74模型在-5.0% rad.側位移下梁柱構件之降伏情況 271 圖7. 75三軸應變計顯示正向位移下北側箱型柱一樓柱頂翼板之應力圖 272 圖7. 76 正位移時東北側底層受壓柱長向彎矩分佈情形 273 圖7. 77 正位移時東北側底層受壓柱短向彎矩分佈情形 273 圖7. 78 正位移時東北側底層受壓柱短向彎矩分佈情形 274 圖7. 79 正位移時東北側底層受壓柱短向彎矩分佈情形 274 圖7. 80 底層箱型柱於應變硬化階段之柱翼撓曲變形 275 圖7. 81 二樓箱型柱於應變硬化階段之柱翼撓曲變形 276 圖7. 82 NF側及SF側頂層作動器之出力與頂層位移關係 277 圖7. 83 小梁與寬翼柱接合設計圖 277 照片目錄 照片5. 1剪力板全焊接於梁腹板 278 照片5. 2試體翼板側中間層邊界梁 278 照片5. 3試體腹板側中間層邊界梁 279 照片5. 4試體翼板側頂層邊界梁 279 照片5. 5試體腹板側頂層邊界梁 280 照片5. 6鋼板與邊界梁柱之接合 280 照片5. 7箱型邊界柱橫膈板三向全滲透銲 281 照片5. 8箱型邊界柱加勁板(一) 281 照片5. 9箱型邊界柱加勁板(二) 282 照片5. 10箱型邊界柱翼板與橫隔板全滲透焊及塞焊(一) 282 照片5. 11箱型邊界柱翼板與橫隔板全滲透焊及塞焊(二) 283 照片5. 12寬翼斷面梁柱交會區之加勁版 283 照片5. 13束制構件與寬翼斷面邊界柱接合細節 284 照片5. 14束制構件與箱型柱接合細節 284 照片5. 15束制構件端版及伸出之矩形接合版 285 照片5. 16束制構件之封版加勁版 285 照片5. 17封版端接合板縮窄與偏心孔位以便讓魚尾板通過 286 照片5. 18柱端之束制構件接合版 286 照片5. 19在鋼板上對應螺栓的位置開圓形孔 287 照片5. 20在槽鋼腹板上開槽型孔 287 照片5. 21箱型柱內束制構件高程上之加勁板 288 照片5. 22以插銷及C型夾定位三片接合版 288 照片5. 23完成安裝之束制構件 289 照片5. 24 短向底部地梁 289 照片5. 25 試體組裝過程(一) 290 照片5. 26 試體組裝過程(二) 290 照片5. 27 試體組裝過程(三) 291 照片5. 28 試體組裝過程(四) 291 照片5. 29 試體組裝完成(一) 292 照片5. 30 試體組裝完成(二) 292 照片5. 31 箱型柱與轉接梁連接之接合板 293 照片5. 32 寬翼斷面柱與轉接梁連接之接合板 293 照片5. 33 試體翼板側鋼板方格(左：一樓鋼板，右：二樓鋼板) 294 照片5. 34 電子測微計架設情形 294 照片6. 1 金屬材料拉伸試驗配置 295 照片6. 2試驗前EW側頂梁北端腹板降伏 295 照片6. 3 試驗前EW側中間梁北端腹板降伏 296 照片6. 4 中間層西南側接合破壞 296 照片6. 5 中間層西南側小梁與寬翼柱之螺栓接合破壞 297 照片6. 6 SF側中間梁西端RBS處降伏 297 照片6. 7 中間層西南側接合復位過程 298 照片6. 8 (左)以雷射水平儀定出原柱中心線位置 (右)接合復位並焊接完成後 298 照片6. 9 接合修復完成後作動器偏心情況 299 照片6. 10 -0.5% rad. EW側頂梁南端腹板下緣石膏漆輕微脫落 299 照片6. 11 -0.5% rad. (左)南側箱型柱底 (右)北側箱型柱底石膏漆裂紋 300 照片6. 12 +0.75% rad. EW側中間梁北端腹板石膏漆輕微脫落 300 照片6. 13 +0.75% rad.時北側箱型柱一樓東面及北面柱翼板石膏漆裂紋 301 照片6. 14 +0.75% rad.時南側箱型柱一樓東面柱翼板石膏漆裂紋 301 照片6. 15 -0.75% rad. EW側頂梁南端腹板石膏漆裂紋 302 照片6. 16 -0.75% rad. NF側頂梁西端腹板石膏漆裂紋 302 照片6. 17 +1.0% rad.北側箱型柱一樓東面沿柱高水平石膏漆裂紋 303 照片6. 18 +1.0% rad.北側箱型柱一樓北面沿柱高水平石膏漆裂紋 304 照片6. 19 +1.0% rad.北側箱型柱一樓柱頂試體內側柱翼板裂紋 305 照片6. 20 +1.0% rad.北側箱型柱二樓柱頂試體內側柱翼板裂紋 305 照片6. 21 -1.0% rad.北側箱型柱柱底試體內側柱翼板石膏漆裂紋 306 照片6. 22-1.0%rad.南側箱型柱柱底東、北面及試體內側柱翼板石膏漆裂紋 306 照片6. 23 +1.5% rad.北側箱型柱一樓石膏漆裂紋 (左)東面及北面 (右)西面 307 照片6. 24 +1.5% rad.南側箱型柱一樓北面及東面石膏漆裂紋 308 照片6. 25 -1.5% rad.北側箱型柱柱底北面及東面斜向裂紋 308 照片6. 26 -1.5% rad.南側箱型柱一樓南面及西面水平石膏漆裂紋 309 照片6. 27 +2.0% rad.北側箱型柱一樓北面及東面斜向石膏漆裂紋 310 照片6. 28 +2.0% rad.南側箱型柱一樓東面石膏漆裂紋 311 照片6. 29 -2.0% rad. EW側中間梁南端RBS處腹板降伏裂紋 311 照片6. 30 -2.0% rad. EW側中間梁北端RBS處腹板降伏裂紋 312 照片6. 31 -2.0% rad. EW側頂梁南端RBS處腹板降伏裂紋 312 照片6. 32 -2.0% rad. EW側頂梁北端RBS處腹板降伏裂紋 312 照片6. 33 -2.0% rad.南側箱型柱一樓石膏漆裂紋(左)東面及北面(右)南面 313 照片6. 34 +2.5% rad.北側箱型柱一樓石膏漆裂紋(左)東面及北面(右)西面 314 照片6. 35 +2.5% rad.北側箱型柱一樓柱頂南面及東面石膏漆裂紋 315 照片6. 36 +2.5% rad.頂層西北側接合破壞 315 照片6. 37 +2.5% rad.頂層西北側小梁與寬翼柱之螺栓接合破壞 316 照片6. 38 +2.5% rad.中間層西北側小梁與寬翼柱之螺栓接合 316 照片6. 39 使用手搖吊鍊將頂層西北側接合復位 317 照片6. 40 頂層西北側接合焊接完成 317 照片6. 41 使用手搖吊鍊將中間層西北側接合復位 318 照片6. 42頂層西北側接合修復完成後頂層樓板開裂情形 318 照片6. 43 -2.2% rad.北側箱型柱柱底東北角落及北面焊道破壞 319 照片6. 44 -2.2% rad.南側箱型柱柱底東北角落及北面焊道破壞 319 照片6. 45 -2.2% rad.南側箱型柱柱底北面焊道破壞 320 照片6. 46 -2.2% rad. EW側頂梁北端下翼板焊道破裂 320 照片6. 47 -2.2% rad. EW側中間梁北端下翼板及腹板焊道破壞 321 照片6. 48 第二次+2.5% rad.頂層西北側接合破壞 321 照片6. 49 第二次+2.5% rad.頂層西北側小梁斷面變化處斷裂 322 照片6. 50 (左)北側 (右)南側箱型柱柱底開裂處焊道剷除 322 照片6. 51 (左)北側 (右)南側箱型柱柱底焊道補強完成後 322 照片6. 52 EW側 (左)頂梁 (右)中間梁 開裂處焊道剷除 323 照片6. 53 使用手搖吊鍊將頂層西北側接合復位 323 照片6. 54 小梁與寬翼柱接合處兩側以長方形加勁板焊接補強 324 照片6. 55 EW側頂梁北端西側下翼板焊道破裂 324 照片6. 56 +3.0% rad.頂層西北側接合嚴重扭轉變形(一) 325 照片6. 57 +3.0% rad.頂層西北側接合嚴重扭轉變形(二) 325 照片6. 58 +3.0% rad.頂層西北側小梁與寬翼柱接合處破壞情形 326 照片6. 59 +3.0% rad.北側箱型柱一樓東面柱翼板局部挫屈情形 326 照片6. 60 +3.0% rad.北側箱型柱一樓北面柱翼板局部挫屈情形 327 照片6. 61 +3.0% rad. EW側頂梁近南端跨中石膏漆裂紋 327 照片6. 62 -3.0% rad. EW側頂梁北端下翼板新焊焊道斷裂 328 照片6. 63 -3.0% rad.西北側接合處東側加勁板開裂 328 照片6. 64 -3.0% rad.南側箱型柱一樓(左)西面 (右)南面石膏漆裂紋 329 照片6. 65 -4.0% rad. SF側中間梁東端焊道處下翼板及部份腹板開裂 330 照片6. 66 -4.0% rad. NF側頂梁西端RBS處開裂 330 照片6. 67 -4.0% rad.西北側接合處東側加勁板開裂情形 331 照片6. 68 -5.0% rad. EW側頂梁北端焊道及鋼板破壞情形 331 照片6. 69 -5.0% rad.西北側接合處東側加勁板開裂情形 332 照片6. 70 -5.0% rad.南側箱型柱一樓西面及南面柱翼板局部挫屈 332 照片6. 71 疲勞試驗後EW側頂梁北端接合破壞情形 333 照片6. 72 疲勞試驗後試體破壞情形(一) 333 照片6. 73疲勞試驗後試體破壞情形(二) 334 照片6. 74 疲勞試驗後(左)南側 (右)北側箱型柱柱底破壞情形 334 照片6. 75 疲勞試驗後西北側接合處破壞情形 335 照片6. 76 疲勞試驗後西北側頂層樓板下塌 335 照片6. 77 疲勞試驗後NF側頂梁西端RBS處破壞情形 336 照片6. 78 疲勞試驗後EW側頂梁近南端半跨降伏裂紋(一) 336 照片6. 79 疲勞試驗後EW側頂梁近南端半跨降伏裂紋(二) 337 照片7. 1頂層西北側小梁與寬翼柱接合破壞情形 338 照片7. 2頂層西北側小梁與寬翼柱接合破壞情形 338 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 鋼板剪力牆 | zh_TW |
| dc.subject | 束制型鋼板剪力牆 | zh_TW |
| dc.subject | 合成梁 | zh_TW |
| dc.subject | 耐震設計 | zh_TW |
| dc.subject | 容量設計 | zh_TW |
| dc.subject | 雙向地震 | zh_TW |
| dc.subject | 軸彎互制 | zh_TW |
| dc.subject | axial and flexural interaction | en |
| dc.subject | steel plate shear walls | en |
| dc.subject | restrained steel plate shear walls | en |
| dc.subject | composite beam | en |
| dc.subject | seismic design | en |
| dc.subject | capacity design | en |
| dc.subject | biaxial earthquake forces | en |
| dc.title | 三維鋼板剪力牆耐震設計研究 | zh_TW |
| dc.title | Research on Seismic Design of Three Dimensional Steel Plate Shear Walls | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 102-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 黃世建(Shyh-Jiann Hwang),周中哲(Chung-Che Chou),林克強(Ker-Chun Lin) | |
| dc.subject.keyword | 鋼板剪力牆,束制型鋼板剪力牆,合成梁,耐震設計,容量設計,雙向地震,軸彎互制, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | steel plate shear walls,restrained steel plate shear walls,composite beam,seismic design,capacity design,biaxial earthquake forces,axial and flexural interaction, | en |
| dc.relation.page | 338 | |
| dc.rights.note | 有償授權 | |
| dc.date.accepted | 2014-08-18 | |
| 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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