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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 蔡克銓(Keh-Chyuan Tsai) | |
| dc.contributor.author | Hsuan-Yu Huang | en |
| dc.contributor.author | 黃宣諭 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-16T23:21:25Z | - |
| dc.date.available | 2012-08-09 | |
| dc.date.copyright | 2012-08-09 | |
| dc.date.issued | 2012 | |
| dc.date.submitted | 2012-08-01 | |
| dc.identifier.citation | 1. 內政部營建署(2007),「鋼構造建築物鋼結構設計技術規範-鋼結構極限設計法規範及解說」。
2. 內政部營建署(2011),「鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範及解說」。 3. 朱駿魁 (2010), 「多樓層鋼板剪力牆結構耐震分析與設計之研究」,國立台灣大學土木工程學系結構組碩士論文。 4. 李弘祺 (2011), 「鋼板剪力牆邊界柱構件耐震設計研究」,國立台灣大學土木工程學系結構組碩士論文。 5. 林盈成 (2004), 「低降伏強度鋼板剪力牆之耐震行為研究」,國立台灣大學土木工程學系結構組碩士論文。 6. 林志翰 (2005), 「實尺寸兩層樓鋼板剪力牆子結構擬動態試驗與分析」,國立台灣大學土木工程學系結構組碩士論文。 7. 胡宣德 (2002), 「鋼管混凝土受軸壓與彎矩之行為分析」,國立成功大學土木工程學系結構組碩士論文。 8. 張景棠 (2009), 「連梁式多樓層鋼板剪力牆耐震行為研究」,國立台灣大學土木工程學系結構組碩士論文。 9. 謝旺達 (2006), 「鋼板剪力牆之有限元素分析與設計研究」,國立台灣大學土木工程學系結構組碩士論文。 10. 蔡克銓、林志翰、林盈成、謝旺達、曲冰(2006), 「實尺寸兩層樓鋼板剪力牆子結構擬動態試驗」,國家地震工程研究中心研究報告。 11. 蔡克銓、李昭賢 (2008), 「鋼板剪力牆系統之耐震設計研究」,國家地震工程研究中心研究報告。 12. 鄭敬生 (2008), 「鋼板剪力牆耐震分析與設計之研究」,國立台灣大學土木工程學系結構組碩士論文。 13. AISC (2005a), “Seismic Provisions for Structural Steel Buildings”, AISC/ANSI Standard 341-05, American Institute of Steel Construction, Chicago, IL. 14. AISC (2005b), “Specification for Structural Steel Buildings”, AISC/ANSI Standard 360-05, American Institute of Steel Construction, Chicago, IL. 15. Behbahanifard, M.R., Grondin, G.Y. and Elwi, A.E. (2003), “Experimental and Numerical Investigation of Steel Plate Shear Walls”, Structural Engineering Report, No. 254, Department of Civil Engineering, University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada. 16. Berman, J.W., and Bruneau, M., (2003), “Plastic Analysis and Design of Steel Plate Shear Walls”, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 129, No.11, November 1, 2003, pp. 1448-1456. 17. Berman, J.W. and Bruneau, M. (2008), “Capacity Design of Vertical Boundary Elements in Steel Plate Shear Walls”, Engineering Journal, AISC, Vol. 15, No.1, pp. 55-71. 18. Berman, J.W. and Webster, D.J. (2011), “NEESR Steel Plate Shear Wall Research”, Proceedings, Quake Summit, Buffalo New York 19. Driver, R.G., Kulak, G.L., Laurie Kennedy ,D.J. and Elwi, A.E. (1998), “Cyclic Test of Four-Story Steel Plate Shear Wall”, Journal of Structural Engineering, Vol. 124, No. 2, pp. 112-130. 20. FEMA (2000), “FEMA369 NEHPR Recommended Provisions for Seismic Regulations”, for New Buildings and Other Structures, Chapter 5: Structure Design Criteria. 21. FEMA (2001), “FEMA350 Recommended Seismic Design Criteria for New Steel Moment-Frame Buildings”, Chapter 3: Connection Qualification. 22. Li, C.H., Tsai, K.C., Lin, C.H., and Chen, P.C. (2010) “Cyclic Tests of Four Two-story Narrow Steel Plate Shear Walls-Part 2: Experimental Results and Design Implications”, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 39, Issue 7, pp. 801-826. 23. Lubell, A.S., Prion, H.G.L., Ventura, C.E. and Rezai, Mahmoud (2000), “Unstiffened Steel Plate Shear Wall Performance under Cyclic Loading”, Journal of Structural Engineering, Vol. 126, No. 4, pp. 453-460. 24. Qu, B., Bruneau, M., Lin, C.H. and Tsai, K.C., (2008). “Testing of Full-Scale Two-Story Steel Plate Shear Wall with Reduced Beam Section Connections and Composite Floors”, Journal of Structure Engineering, Vol. 134, No. 3, pp. 364-373. 25. Qu, B., and Bruneau, M., (2010), “Behavior of Vertical Boundary Elements in Steel Plate Shear Walls”, Engineering Journal, Vol. 47, No. 2, pp. 109-122. 26. Qu, B., and Bruneau, M., (2010), “Capacity Design of Intermediate Horizontal Boundary Elements of Steel Plate Shear Walls”, Journal of Structural Engineering, Vol. 136, No. 6, pp. 665-675. 27. Thorburn, L.J., Kulak, G.L. and Montgomery, C.J. (1983), “Analysis of Steel Plate Shear Walls”, Structural Engineering Report, No. 107, Department of Civil Engineering, University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada. 28. Timler, P.A. and Kulak, G.L. (1983), “Experimental Study of Steel Plate Shear Walls’’, Structural Engineering Report, No. 114, Department of Civil Engineering, University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada. 29. Tsai, K.C., Li, C.H., Lin, C.H., Tsai, C.Y. and Yu, Y.J. (2010) “Cyclic tests of four two-story narrow steel plate shear walls-Part 1: Analytical studies and specimen design.”, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 39, Issue 7, pp. 775-799. 30. Vian, D., Lin, Y.C., Bruneau, M., and Tsai, K.C., (2003), “Cyclic Performance of Low Yield Strength Steel Panel Shear Walls”, Proceedings, The Sixteenth KKCNN Symposium on Civil Engineering, Kolon Hotel, Gyeongju, Korea, December 8-10, pp.379-384. 31. Vian, D., Bruneau M., (2004), “Testing of Special LYS Steel Plate Shear Walls”, Proceedings, Thirteenth World Conference on Earthquake Engineering, electronic paper no. 978. 32. Vian, D., (2005), “Steel Plate Shear Walls for Seismic Design and Retrofit of Building Structures”, Ph.D. Dissertation, Department of Civil, Structural and Environmental Engineering, University at Buffalo, Buffalo, NY. | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/65077 | - |
| dc.description.abstract | 鋼板剪力牆系統為一種新型抗側力系統,具有高側向勁度與韌性之系統,近年於美加地區已漸受採用,但此系統在國內工程實例上的應用仍不多見,主要原因可能是:一、邊界梁柱之容量設計要透過複雜的板條模型來完成,二、根據美國AISC規範,邊界柱塑鉸只能產生於柱底,柱尺寸設計過於不經濟,三、國內多採用箱型柱來當作鋼結構之柱構件,此與過去研究及國外採用之H型寬翼柱完全不同。若鋼板剪力牆之邊界柱構件採用填充型與未填充型箱型柱,柱腹板位於柱斷面兩側,柱翼板面內之局部勁度較大,而柱翼板之面外勁度小,卻在中心線與鋼牆板相接,須承受拉力場作用,並同時須承受構架側位移時柱軸力與彎矩行為。
有鑑於此,本研究針對箱型柱翼面外受拉行為提出採淨寬兩端固端梁及門形構架簡化材料力學模型,分別分析填充型及未填充型箱型邊界柱內側柱翼面外受拉之受力變形行為。並以von Mises平面應力降伏法則來探討箱型邊界柱同時受軸力與彎矩及內側柱翼面外受拉之內外表面應力行為。 為了探討填充型與未填充型鋼骨箱型柱鋼板剪力牆構架之耐震行為能力,並驗證本研究提出箱型邊界柱內側翼板面外額外受拉效應之耐震設計的適用性,並探討過去提出之邊界柱容量設計(在最大考量地震階段下放寬柱底塑鉸至四分之一底層高,但限制柱頂無塑鉸行為)是否適用,本研究於國家地震工程研究中心完成三座實尺寸雙層單跨鋼板剪力牆構架之反覆側推試驗,並進行試體的ABAQUS有限元素模型及SAP2000板條模型分析。試體跨距為3.42米,每層樓高為3.82米,寬高比0.9,三座試體鋼牆板均使用2.6公厘厚的低降伏強度鋼板,邊界梁尺寸設計相同,並以內側柱翼面外受拉考慮是否會降伏來決定三座之邊界柱板厚,其中試體NCB及WCB採填充型邊界柱,試體NSB採未填充邊界柱。 試驗與有限元素模型結果證實,本研究提出之採淨寬兩端固端梁及門形構架簡化材料力學模型可分別保守地預測填充型及未填充型箱型邊界柱內側柱翼面外受拉之受力變形行為。過去提出之邊界柱容量設計亦適用於採填充型與未填充型箱型柱之鋼板剪力牆構架,如事前設計所預測,試體內側柱翼面外受拉表面降伏及塑鉸產生於柱1/4柱高的鋼板剪力牆構架仍有相當飽滿的遲滯迴圈反應,且內填混凝土對邊界柱抗壓強度、牽制鋼管局部挫屈有明顯幫助,更可節省鋼料用量。另外,以箱型邊界柱內側翼板面外受拉劇烈降伏為設計目標之試體WCB,可觀察到較嚴重的面外永久變形,是工程應用該避免之設計限制。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | Steel Plate Shear Walls(SPSWs) have evolved into an effective lateral force resisting system in recent years. However, it is still not widely adopted in Taiwan construction practice. This may be due to the following three reasons: 1) The capacity design of the boundary elements must be checked by using the strip model, which may be complicated and time-consuming. 2) According to the AISC seismic building provisions, the column plastic hinge should be designed to form only at 1st story column bottom end. Therefore the design result for the 1st story column may not be economical. 3) In Taiwan, built-up box columns are commonly adopted. However, most of the past studies of SPSWs focused on wide flange boundary columns. If the boundary columns in the SPSWs are concrete filled steel box column or bare steel box column, the inner column flanges connected to the steel panel would be subjected to the out-of-plane pull-out forces when the tension field action develops. These vertical boundary members also have to resist the axial force and the in-plane bending moment at the same time.
Allowing the inner column flange to go into minor yielding under the pull-out effects, this study proposes the column flange capacity design methods. It considers two simplified models, fixed clear-span beam and flat-portal frame for steel box column with and without infill concrete respectively, and the full tension field pull-out effects to design the inner column flanges. The Von Mises yielding criterion of plane stress is used to estimate stress distribution of inner column flange subjected to column axial force, in-plane moment and column flange out-of-plane pull-out moment. In order to investigate the seismic responses of SPSWs using box columns with and without infill concrete, and to verify the effectiveness of the proposed column flange capacity design requirements that prevent the plastic hinge from forming at top end of bottom column under maximum considered earthquake, three full-scale two-story SPSW specimens were tested in National Center for Research on Earthquake Engineering. Each specimen is 3.42-meter wide and 7.64-meter tall. The 2.6mm-thick low yield strength steel plates and the same boundary beams were adopted. Three different column sizes were designed for the three specimens considering the column inner flange out-of-plane flexural requirements. They were named NSB, NCB and WCB in which Specimen NCB and WCB used concrete filled box column, and Specimen NSB used bare steel box column without infill concrete. Results of the ABAQUS pushover analyses and the cyclic tests up to a roof drift of 0.04 radians confirm that the proposed column flange flexural requirements and column capacity design are suitable for seismic SPSW using box columns with or without infill concrete. It could achieve both good seismic performance and economy. The specimen NCB having minor yielding in inner column flanges and the 1st story column plastic deformations spreading over the mid-high of the column still possessed rather good load-carrying capacity. In addition, infill concrete for steel box column enhances the compression capacity and local buckle resistance. However, under the steel panel pull-out forces major yielding of the inner column flanges in Specimen WCB was observed. This design should be avoided as significant permanent plastic deformations could develop. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-16T23:21:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-101-R99521209-1.pdf: 79346502 bytes, checksum: d53d73df5ddec6e0b2ebed6a80383008 (MD5) Previous issue date: 2012 | en |
| dc.description.tableofcontents | 目錄
口試委員會審定書 i 誌 謝 ii 摘 要 iii ABSTRACT iv 目錄 vi 表目錄 x 圖目錄 xi 照片目錄 xvii 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 2 第二章 鋼板剪力牆系統介紹 3 2.1 概述 3 2.2 拉力場角度 3 2.3 數值模型 5 2.3.1 板條模型(Strip model) 5 2.3.2 等效斜撐模型(Equivalent brace model, 簡稱EB model) 5 2.3.3 有限元素模型(Finite element model) 6 2.4 AISC鋼板剪力牆耐震設計規定 6 2.5 鋼板剪力牆邊界構件容量設計 8 2.5.1 容量設計概念 8 2.5.2 耐震設計流程 9 2.5.3 邊界構件之力學行為特性 10 2.5.3.1 拉力場對邊界構件造成之載重 10 2.5.3.2 以疊加法計算邊界構件載重 10 2.5.3.3 鋼牆板應變硬化效應 11 2.5.3.4 超強因子(Overstrength factor) 11 2.5.4 邊界梁容量設計方法 12 2.5.4.1 避免塑鉸發生於梁跨中 12 2.5.4.2 梁柱接頭梁翼切削 (Reduced Beam Section, RBS) 14 2.5.5 邊界柱容量設計方法 16 2.5.5.1 參數λ 17 2.5.5.2 底層柱容量設計 17 2.5.5.3非底層柱容量設計 23 2.6 填充型與未填充型箱型柱設計規範介紹 24 2.6.1 台灣鋼構造建築物鋼結構設計技術規範 24 2.6.2 台灣鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範 24 2.6.3 AISC-LRFD設計規範 26 第三章 填充型與未填充型鋼骨箱型柱鋼板剪力牆耐震設計考慮 29 3.1 箱型邊界柱受軸彎及翼板面外受拉行為 29 3.2箱型邊界柱受軸彎及翼板面外受拉分析與設計方法 29 3.2.1箱型邊界柱翼受拉簡化分析模型 29 3.2.1.1未填充型箱型柱之門形構架簡化模型 30 3.2.1.2填充型箱型柱之兩端固接梁簡化模型 31 3.2.2同時考慮邊界柱受軸彎作用及鋼牆板內拉行為 31 3.3有限元素模型分析 32 3.3.1分析模型介紹及參數設定 32 3.3.1.1材料設定 32 3.3.1.2接觸面設定 33 3.3.1.3分析模型介紹 33 3.3.2分析結果討論 34 第四章 試驗計畫 36 4.1試驗目的 36 4.2 試體設計 36 4.2.1 試體NC (李弘祺 2011)及分析模型NC-1 37 4.2.2 試體NSB (Normal Steel Box Column) 37 4.2.3 試體NCB (Normal Concrete Filled Box Column) 37 4.2.4 試體WCB (Weak Concrete Filled Box Column) 38 4.2.5 其它細節 38 4.3 側向支撐系統設計 40 4.3.1 側撐構架 40 4.3.2 梁柱接頭側撐元件及側撐擋板 40 4.4 施力系統與加載歷時 41 4.5 量測計畫 41 4.5.1量測儀器 42 4.5.2 資料收集系統 43 第五章 試驗過程記錄 44 5.1材料試驗 44 5.1.1金屬材料拉伸試驗 44 5.1.2混凝土抗壓試驗 45 5.2反覆側推試驗記錄 45 5.2.1 試體NSB 45 5.2.2 試體NCB 47 5.2.3 試體WCB 49 5.3疲勞試驗紀錄 51 5.3.1 試體NSB 51 5.3.2 試體NCB 51 5.3.3 試體WCB 52 第六章 試驗結果與有限元素模型分析結果 53 6.1試體之ABAQUS有限元素模型介紹 53 6.2試體之板條模型介紹 53 6.3 側力及位移角遲滯迴圈反應 54 6.3.1 反覆載重試驗 54 6.3.2 疲勞試驗 55 6.4試體反應與有限元素分析結果比較 55 6.4.1 構架塑鉸分佈情形 55 6.4.2 試體不對稱反應 56 6.4.3 拉力場角度 56 6.4.4 邊界柱塑性行為 57 6.4.5 邊界柱內拉行為 58 6.5箱型邊界柱受軸力與彎矩及翼板面外受拉反應 58 6.5.1箱型邊界柱翼之雙軸受力行為 58 6.5.2箱型邊界柱翼之面外變形 61 第七章 鋼板剪力牆設計例 62 7.1分析模型介紹 62 7.1.1分析模型NWSB 62 7.1.2分析模型WWCB 63 7.2試驗反應與有限元素分析結果比較 63 7.2.1塑鉸分佈情形 63 7.2.2層間變位分配比例 63 7.2.3箱型邊界柱受軸彎及翼板面外受拉反應 64 7.2.4箱型邊界柱翼之面外變形 64 7.3耐震設計建議 64 第八章 結論與建議 66 8.1結論 66 8.2建議 67 參考文獻 68 表目錄 表2.1彎矩需求整理 72 表3.1柱構件寬厚比與內側柱翼面外受拉容量設計檢核 72 表4.1三座試體及試體NC之斷面尺寸(mm) 73 表4.2三座試體及試體NC底層柱彎矩容量設計檢核 73 表4.3柱構件寬厚比與內側柱翼面外受拉容量設計檢核 73 表5.1試體梁柱構件之材料試驗結果 74 表5.3混凝土之材料試驗結果 74 表6.1拉力場角度之計算值、實驗觀測及有限元素模型分析結果比較 75 表6.2考慮實際材料強度之試體底層柱容量設計檢核 75 表7.1兩座分析模型之斷面尺寸(mm) 75 表7.2分析模型之底層柱容量設計檢核 76 表7.3柱構件寬厚比與內側柱翼面外受拉容量設計檢核 76 圖目錄 圖2.1鋼板剪力牆於彈性階段下之應力狀態(Kulak et al. 1983) 78 圖2.2鋼板剪力牆拉力場示意(Kulak et al. 1983) 78 圖2.3鋼板於初始降伏時拉力場角度(Berman 2011) 79 圖2.4鋼板於全面降伏時拉力場角度(Berman 2011) 79 圖2.5拉力場角度隨樓層側位移角之變化(Berman 2011) 79 圖2.6板條模型(Thorburn et al. 1983) 80 圖2.7 TensionOnly Material模型示意(林志翰與蔡克銓) 80 圖2.8等效斜撐模型(Thorburn et al. 1983) 80 圖2.9恰當與不恰當之容量設計例 81 圖2.10單跨兩層鋼板剪力牆系統側向推垮過程 81 圖2.11拉力場對邊界構件載重示意圖 82 圖2.12鋼板剪力牆構架內力分解圖 82 圖2.13鋼板剪力牆構架彎矩及剪力分佈 83 圖2.14構架變形與鋼板應變關係示意圖 83 圖2.15應變硬化因子示意圖 84 圖2.16側向力抵抗系統非彈性力量位移曲線(FEMA369) 84 圖2.17超強因子於非彈性力量位移曲線上之定義(FEMA369) 85 圖2.18梁彎矩需求來源(Vian 2005) 85 圖2.19梁彎矩疊加結果 85 圖2.20估算邊界梁軸力自由體圖 86 圖2.21梁柱接頭梁翼切削之彎矩剪力分布 86 圖2.22以RBS估算柱面彎矩及剪力之自由體圖 87 圖2.23中間梁塑性鉸往柱面偏移的現象(Qu and Lin et al. 2008) 87 圖2.24以等效斜撐模型計算由構架變形引致的柱彎矩分佈 88 圖2.25底層受壓柱彎矩分佈圖 88 圖2.26底層邊界柱柱底發生塑鉸之彎矩分佈 88 圖2.27塑鉸發生於底層邊界柱四分之一柱高之彎矩分佈 89 圖2.28塑鉸同時發生於底層邊界柱柱頂及柱中之彎矩分佈 89 圖2.29在最大考量地震狀態下底層柱之彎矩需求 89 圖2.30在最大考量地震狀態下底層柱彎矩增量 90 圖2.31抗彎構架初始降伏時構架剪力 90 圖2.32底層柱受力之自由體圖(Qu and Bruneau 2010) 91 圖2.33估算邊界柱軸力之自由體圖 91 圖2.34估算全面降伏階段時邊界柱彎矩之自由體圖 92 圖3.1 鋼牆板側柱翼面外拉拔行為 93 圖3.2 考慮鋼板剪力牆系統行為及鋼板內拉力之示意圖 93 圖3.3 未填充型箱型柱之門形構架簡化模型示意圖 94 圖3.4 填充型箱型柱之兩端固端梁簡化模型示意圖 94 圖3.5 邊界柱軸力自由體圖 94 圖3.6 邊界柱彎矩分佈圖 95 圖3.7 內側柱翼之垂直應力及面外應力示意圖 95 圖3.8 柱垂直載重與面外應力示意圖 96 圖3.9 邊界柱軸力與彎矩同時考慮之垂直應力及面外應力示意圖 96 圖3.10 Von Mises平面應力降伏面 97 圖3.11 柱構件分析模型鋼材設定 97 圖3.12 柱構件分析模型混凝土材料設定 97 圖3.13 未填充型箱型柱構件模型之邊界條件示意圖 98 圖3.14填充型箱型柱構件模型之邊界條件示意圖 98 圖3.15單柱分析模型BOX350x350x15於彈性時之外拱位移與手算位移比較 99 圖3.16單柱分析模型CFBC350x350x13於彈性時之外拱位移與手算位移比較 99 圖3.17單柱分析模型CFBC350x350x10於彈性時之外拱位移與手算位移比較 99 圖3.18單柱分析模型BOX350x350x15於全面降伏階段時之外拱位移 100 圖3.19單柱分析模型CFBC350x350x13於全面降伏階段時之外拱位移 100 圖3.20單柱分析模型CFBC350x350x10於全面降伏階段時之外拱位移 100 圖3.21柱構件模型於鋼牆板最大考量地震階段之降伏反應 101 圖3.22柱構件模型中心斷面於鋼牆板最大考量地震階段之20倍位移反應 102 圖3.23單柱分析模型BOX350x350x15於全面降伏階段時之外拱位移 103 圖3.24單柱分析模型CFBC350x350x13於全面降伏階段時之外拱位移 103 圖3.25單柱分析模型CFBC350x350x10於全面降伏階段時之外拱位移 103 圖4.1試體規模與施載方式 104 圖4.2預測試體NC、NSB及NCB及分析模型NC-1在不同變形階段之塑性行為 104 圖4.3 預測試體WCB在不同變形階段之塑性行為 104 圖4.4柱內連接板之設計 105 圖4.5梁翼切削之幾何形狀 105 圖4.6橫隔板銲接設計圖 106 圖4.7填充型箱型柱橫膈板開孔設計圖 106 圖4.8柱底板之設計 107 圖4.9 鋼牆板接合構件(魚尾板)之設計 107 圖4.10側撐柱與試體之位置 108 圖4.11側撐構架示意圖 108 圖4.12 側撐構架示意圖 109 圖4.13側撐元件設計圖 110 圖4.14側向加載系統示意圖 110 圖4.15反覆載重之位移歷時 111 圖4.16單軸應變計配置圖 111 圖4.17三軸應變計配置圖 112 圖4.18角度計配置圖 113 圖4.19拉線式位移計配置圖 114 圖4.20電子測微計配置圖 115 圖4.21 NDI感光器配置位置圖 116 圖5.1梁柱試驗之材料試驗結果與其材料模型 117 圖5.2鋼牆板拉力試片尺寸 118 圖5.3鋼牆板之材料試驗結果 118 圖5.4鋼牆板之材料試驗結果與其材料模型 118 圖5.5混凝土之材料試驗結果與其材料模型 119 圖5.6試體NSB試驗過程+0.1%rad.&+0.25%rad.記錄圖 120 圖5.7試體NSB試驗過程+0.5%rad.&+0.75%rad.記錄圖 121 圖5.8試體NSB試驗過程+1.0%rad.&+1.5%rad.記錄圖 122 圖5.9試體NSB試驗過程+2.0%rad.記錄圖 123 圖5.10試體NSB試驗過程2.5%rad.記錄圖 124 圖5.11試體NSB試驗過程+3.0%rad.&+4.0%rad.記錄圖 125 圖5.12試體NCB試驗過程+0.1%rad.&+0.25%rad.記錄圖 126 圖5.13試體NCB試驗過程+0.5%rad.&+0.75%rad.記錄圖 127 圖5.14試體NCB試驗過程+1.0%rad.&+1.5%rad.記錄圖 128 圖5.15試體NCB試驗過程+2.0%rad.記錄圖 129 圖5.16試體NCB試驗過程2.5%rad.記錄圖 130 圖5.17試體NCB試驗過程+3.0%rad.&+4.0%rad.記錄圖 131 圖5.18試體WCB試驗過程+0.1%rad.&+0.25%rad.記錄圖 132 圖5.19試體WCB試驗過程+0.5%rad.&+0.75%rad.記錄圖 133 圖5.20試體WCB試驗過程+1.0%rad.&+1.5%rad.記錄圖 134 圖5.21試體WCB試驗過程+2.0%rad.記錄圖 135 圖5.22試體WCB試驗過程2.5%rad.記錄圖 136 圖5.23試體WCB試驗過程+3.0%rad.&+4.0%rad.記錄圖 137 圖5.24試體NSB疲勞試驗結束之記錄圖 138 圖5.25試體NCB疲勞試驗結束之記錄圖 139 圖5.26試體WCB疲勞試驗結束之記錄圖 140 圖6.1試體之有限元素模型邊界條件 141 圖6.2試體之板條模型 141 圖6.3填充型箱型柱之SAP2000截面繪製 141 圖6.4試體NSB反覆剪力與整體及1%弧度前頂層側位移角之遲滯迴圈 142 圖6.5試體NCB反覆剪力與頂層側位移角遲滯迴圈 142 圖6.6試體WCB反覆剪力與頂層側位移角遲滯迴圈 142 圖6.7試體NSB反覆剪力與層間側位移角遲滯迴圈 143 圖6.8試體NCB反覆剪力與層間側位移角遲滯迴圈 143 圖6.9試體WCB反覆剪力與層間側位移角遲滯迴圈 143 圖6.10三座試體之疲勞試驗遲滯迴圈 143 圖6.11三座試體之ABAQUS單向側推於最大考量地震階段(2.5%弧度側位移角)之降伏情形 144 圖6.12千斤頂對試體推拉時之傳力路徑 145 圖6.13三座試體中間梁兩端之絕對位移 145 圖6.14試體NSB於ABAQUS之0.5%及2.5%側位移角之等面外變形線分佈輪廓 146 圖6.15試體NCB於ABAQUS之0.5%及2.5%側位移角之等面外變形線分佈輪廓 146 圖6.16試體WCB於ABAQUS之0.5%及2.5%側位移角之等面外變形線分佈輪廓 147 圖6.17邊界梁軟化前後之拉力場角度及垂直分量變化 147 圖6.18三座試體之底層柱塑性反應 148 圖6.19ABAQUS模型於2.5%側位移角時及試體NSB北側底層柱旋轉角變化圖 148 圖6.20 ABAQUS模型於2.5%側位移角時及試體NCB北側底層柱旋轉角變化圖 149 圖6.21 ABAQUS模型於2.5%側位移角時及試體WCB北側底層柱旋轉角變化圖 149 圖6.22邊界柱內拉示意圖 150 圖6.23試體NSB之內拉行為 150 圖6.24試體NCB之內拉行為 151 圖6.25試體WCB之內拉行為 151 圖6.26三座試體ABAQUS內側柱翼外表面於全面降伏階段(+1%)之降伏情形 152 圖6.27三座試體ABAQUS內側柱翼內表面於全面降伏階段(+1%)之降伏情形 153 圖6.28三座試體ABAQUS內側柱翼外表面於最大考量地震階段(+2.5%)降伏情形 154 圖6.29三座試體ABAQUS內側柱翼內表面於最大考量地震階段(+2.5%)降伏情形 155 圖6.30試體NSB之面外方向應變比較 156 圖6.31試體NCB之面外方向應變比較 156 圖6.32試體WCB之面外方向應變比較 156 圖6.33試體NSB之VonMises應力比較 157 圖6.34試體NCB之VonMises應力比較 157 圖6.35試體WCB之VonMises應力比較 157 圖6.36三座試體內側柱翼於全面降伏階段(+1%rad roof drift)面外變形之綜合比較 158 圖6.37三座試體內側柱翼於最大考量地震階段(+2.5%rad roof drift)面外變形比較 159 圖7.1兩座分析模型及三座試體模型之ABAQUS側推結果 160 圖7.2兩座分析模型之單向側推於最大考量地震階段之降伏情形 160 圖7.3未填充型鋼骨箱型柱鋼板剪力牆構架之樓層位移角分配比例 161 圖7.4填充型鋼骨箱型柱鋼板剪力牆構架之樓層位移角分配比例 161 圖7.5分析模型NWSB內側柱翼內外表面於全面降伏階段之降伏情形 162 圖7.6分析模型NWSB內側柱翼內外表面於最大考量地震階段之降伏情形 163 圖7.7分析模型WWCB內側柱翼內外表面於全面降伏階段之降伏情形 164 圖7.8分析模型WWCB內側柱翼內外表面於最大考量地震階段之降伏情形 165 圖7.9分析模型內側柱翼於全面降伏階段(+1%rad roof drift)面外變形比較 166 圖7.10分析模型內側柱翼於最大考量地震階段(+2.5%rad roof drift)面外變形比較 167 照片目錄 照片4.1柱內連接板 168 照片4.2梁腹板扇形開槽與梁腹及柱翼之全滲透銲 168 照片4.3箱型柱填塞銲之槽型孔 169 照片4.4填充型箱型柱橫膈板開洞及填塞銲之背墊板 169 照片4.5柱灌漿情形 170 照片4.6柱灌漿情形近照 171 照片4.7柱底板錨定情形 172 照片4.8魚尾板及鋼牆板邊緣之10mm間隙 172 照片4.9試體組裝情形 173 照片4.10斷尾型螺栓扭緊鎖固 173 照片4.11鋼牆板點銲於魚尾板之情形 174 照片4.12鋼牆板跳銲於魚尾板之情形 174 照片4.13 東面側撐構架 175 照片4.14 東面側撐構架 176 照片4.15柱腹連接板及側撐元件 177 照片4.16側撐元件及側撐擋板 177 照片4.17頂梁側撐元件及試體上方東西向短橫梁 178 照片4.18油壓千斤頂與試體相接配置圖 178 照片4.19柱頂垂直向油壓千斤頂及傳力梁 179 照片4.20預力螺桿之雙向鉸接支承底座 179 照片4.21鋼牆板石膏漆方格 180 照片4.22角度計安裝情形 181 照片4.23拉線式位移計安裝情形 181 照片4.24拉線式位移計安裝情形 182 照片4.25電子測微計安裝情形 182 照片5. 1梁柱構件材料拉伸試驗配置 183 照片5. 2鋼牆板材料拉伸試驗配置 183 照片5. 3混凝土抗壓試驗配置 184 照片5. 4北側底層柱腹板石膏漆裂紋 184 照片5. 5北側底層柱外側翼板石膏漆裂紋 185 照片5. 6北側二樓柱頂內側翼板石膏漆裂紋 185 照片5. 7頂梁北端下翼RBS處石膏漆輕微脫落 186 照片5. 8南側二樓柱頂內側翼板石膏漆裂紋 186 照片5. 9北側二樓柱底內側翼板石膏漆裂紋 187 照片5. 10鋼牆板面外變形3.5公分 187 照片5. 11北側二樓柱頂內側翼板水平向石膏漆裂紋 188 照片5. 12北側底層柱底內側翼板石膏漆裂紋 188 照片5. 13鋼板牆之拉力場發展 189 照片5. 14頂梁北端腹板石膏漆裂紋分布密集 189 照片5. 16頂梁南端下翼石膏漆裂紋密集 190 照片5. 17與中間梁北端上翼相接之魚尾板石膏漆裂紋 191 照片5. 19中間梁南端腹板石膏漆脫落及局部挫屈 192 照片5. 20與中間梁北端下翼相接之魚尾板因鋼板牆面外變形而局部挫屈 192 照片5. 22頂梁南端RBS處上翼局部挫屈明顯 193 照片5. 23中間梁南端下翼局部挫屈 194 照片5. 24底梁南端上翼局部挫屈 194 照片5. 25底梁南端腹板石膏漆脫落 195 照片5. 28軸力施加後底層柱腹水平向石膏漆裂紋稀疏 196 照片5. 29頂梁南端上翼石膏漆裂紋 197 照片5. 30鋼牆板拉力場發展 197 照片5. 31頂梁北端下翼石膏漆脫落 198 照片5. 32底梁北端腹板石膏漆脫落 198 照片5. 33北側底層柱腹板及外側翼板石膏漆脫落 199 照片5. 34中間梁南端上翼石膏漆脫落 199 照片5. 35底梁北端下翼石膏漆脫落 200 照片5. 36頂梁南端上翼石膏漆裂紋密集 200 照片5. 37頂梁北端腹板石膏漆裂紋 201 照片5. 38北側底層柱石膏漆脫落 201 照片5. 39底梁南端下翼石膏漆脫落 202 照片5. 40底梁北端上翼及腹板石膏漆脫落 202 照片5. 41頂梁南端上翼石膏漆裂紋延伸 203 照片5. 42頂梁北端下翼石膏漆脫落 203 照片5. 43頂梁南端下翼石膏漆裂紋稀疏 204 照片5. 44中間梁南端腹板石膏漆脫落及局部挫屈 204 照片5. 45北側底層柱腹板石膏漆脫落 205 照片5. 46鋼牆板拉力場發展 205 照片5. 47頂梁南端上翼及柱翼石膏漆脫落 206 照片5. 48頂梁南端腹板局部挫屈 206 照片5. 49中間梁北端腹板局部挫屈 207 照片5. 50與中間梁南端上翼相接之魚尾板局部挫屈 207 照片5. 51南側二樓梁柱接頭柱翼石膏漆脫落 208 照片5. 52頂梁跨中上翼石膏漆脫落 208 照片5. 53頂梁南端上翼與柱翼間之破裂 209 照片5. 54頂梁南端上翼與柱翼間之破裂 209 照片5. 55頂梁南端腹板與柱翼間之破裂 210 照片5. 56頂梁南端上翼與側撐元件間之摩擦破裂 210 照片5. 57頂梁側撐元件向上滑動 211 照片5. 58中間梁南端下翼與魚尾板間之銲道破裂 211 照片5. 59北側底層柱外側翼板石膏漆裂紋密集 212 照片5. 60鋼牆板拉力場發展 212 照片5. 61軸力施加後南側二樓柱腹板石膏漆脫落 213 照片5. 62北側底層柱腹板石膏漆脫落 213 照片5. 63頂梁北端下翼石膏漆脫落 214 照片5. 64底梁南端腹板石膏漆脫落 214 照片5. 65南側底層柱腹板石膏漆脫落 215 照片5. 66北側底層柱內側翼板石膏漆脫落 215 照片5. 67鋼牆板拉力場發展 216 照片5. 68中間梁南端下翼石膏漆脫落 216 照片5. 69南側底層柱外側翼板及腹板石膏漆脫落 217 照片5. 70北側一樓柱頂樑柱接頭內側翼板石膏漆脫落 217 照片5. 71與頂梁北端下翼相接之魚尾板石膏漆脫落 218 照片5. 72北側二樓柱頂內側翼板石膏漆脫落 218 照片5. 73南側底層柱腹板及外側翼板石膏漆脫落 219 照片5. 74頂梁北端上翼石膏漆脫落 219 照片5. 75頂梁北端腹板石膏漆脫落 220 照片5. 76中間梁北端上翼石膏漆脫落 220 照片5. 77中間梁南端腹板局部挫屈 221 照片5. 78北側底層柱腹板及外側翼板石膏漆脫落 221 照片5. 79鋼板拉力場發展 222 照片5. 80中間梁北端腹板石膏漆嚴重脫落 222 照片5. 81中間梁南端下翼魚尾板及鋼牆板石膏漆脫落 223 照片5. 82北側底層柱外側翼板水平向及叉型石膏漆裂紋 223 照片5. 83頂梁南端上翼石膏漆裂紋 224 照片5. 84頂梁南端腹板與柱翼間之銲道破裂 224 照片5. 85南側二樓柱頂樑柱接頭內側翼板石膏漆裂紋 225 照片5. 86南側二樓柱頂樑柱接頭內側翼板面外變形量測方法 225 照片5. 87南側二樓柱頂樑柱接頭內側翼板面外變形 226 照片5. 88南側二樓柱3/5柱高內側翼板面外變形量測方法 226 照片5. 89南側二樓柱3/5柱高內側翼板面外變形 227 照片5. 90南側底層柱外側翼板叉型石膏漆裂紋 227 照片5. 91南側底層柱腹板叉型石膏漆裂紋 228 照片5. 92底梁南端上翼石膏漆脫落 228 照片5. 93中間梁南端上翼魚尾板局部挫曲及鋼牆板石膏漆脫落 229 照片5. 94鋼牆板拉力場發展 229 照片5. 95頂梁上翼、腹板、柱翼間之銲道破裂 230 照片5. 96頂梁南端上翼局部挫屈 230 照片5. 97側向千斤頂衝程明顯差距 231 照片5. 98垂直力加載梁出現傾斜情形 231 照片5. 99中間梁北端下翼局部挫屈 232 照片5. 100底梁南端上翼局部挫屈 232 照片5. 101南側底層柱腹板叉型石膏漆裂紋密集 233 照片5. 102北側底層柱底腹板局部挫屈 233 照片5. 103頂梁北端上翼石膏漆嚴重脫落及局部挫屈 234 照片5. 104中間梁北端塑鉸石膏漆嚴重脫落及局部挫屈 234 照片5. 105中間梁南端塑鉸石膏漆嚴重脫落及局部挫屈 235 照片5. 106頂梁北端腹板石膏漆嚴重脫落及局部挫屈 235 照片5. 107頂梁南端腹板石膏漆嚴重脫落及局部挫屈 236 照片5. 108頂梁南端上翼石膏漆嚴重脫落及斷裂 236 照片5. 109中間梁北端上翼石膏漆嚴重脫落及斷裂 237 照片5. 110中間梁南端上翼石膏漆嚴重脫落及斷裂 237 照片5. 111中間梁南端下翼石膏漆嚴重脫落及斷裂 238 照片5. 113北側底層柱底內側翼板石膏漆嚴重脫落 239 照片5. 114北側二樓柱頂內側翼板石膏漆脫落 239 照片5. 115二樓鋼牆板面外變形劇烈 240 照片5. 116頂梁南端上翼石膏漆嚴重脫落與柱翼斷裂 240 照片5. 117頂梁南端腹板局部挫屈及銲道破裂、柱內側翼板降伏 241 照片5. 118南側柱頂樑柱接頭內側翼板破裂情形 241 照片5. 119南側柱頂樑柱接頭內側翼板破裂情形 242 照片5. 120中間梁北端腹板局部挫屈及銲道破裂 242 照片5. 121中間梁北端腹板銲道破裂 243 照片5. 122中間梁北端上翼局部挫屈及斷裂情形 243 照片5. 123中間梁北端下翼局部挫屈及斷裂情形 244 照片5. 124南側底層柱外腹板石膏漆脫落現象 244 照片5. 125北側底層柱外腹板石膏漆脫落現象 245 照片5. 126南側底層柱外腹板石膏漆裂紋延伸至柱頂 245 照片5. 127底梁北端腹板石膏漆脫落及上翼局部挫屈 246 照片5. 128一樓鋼牆板反覆凹折破裂 246 照片5. 129頂梁北端腹板局部挫屈及柱翼銲道破裂 247 照片5. 130頂梁北端下翼斷裂情形 247 照片5. 131頂梁南端上翼局部挫屈及斷裂情形 248 照片5. 132頂梁南端腹板塑鉸及柱翼斷裂情形 248 照片5. 133南側二樓柱頂梁柱接頭柱翼石膏漆脫落及斷裂情形 249 照片5. 134中間梁南端腹板塑鉸及柱翼斷裂情形 249 照片5. 135中間梁北端下翼斷裂情形 250 照片5. 136中間梁北端腹板與柱翼間斷裂情形及柱翼石膏漆脫落 250 照片5. 137南側底層柱石膏漆脫落及柱底局部挫屈 251 照片5. 138南側底層柱底局部挫屈 251 照片5. 139底梁南端腹板石膏漆脫落及上翼局部挫屈 252 照片5. 140一樓鋼牆板反覆凹折破裂 252 照片6.1三座試體試驗後之拉力場角度觀察記錄 253 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 耐震設計 | zh_TW |
| dc.subject | 鋼骨箱型柱 | zh_TW |
| dc.subject | 填充型箱型柱 | zh_TW |
| dc.subject | 拉力場效應 | zh_TW |
| dc.subject | 容量設計 | zh_TW |
| dc.subject | 鋼板剪力牆 | zh_TW |
| dc.subject | 柱翼面外變形 | zh_TW |
| dc.subject | concrete filled box column | en |
| dc.subject | steel plate shear walls | en |
| dc.subject | seismic design | en |
| dc.subject | box column | en |
| dc.subject | column flange out-of-plane deformation | en |
| dc.subject | tension field action | en |
| dc.subject | capacity design | en |
| dc.title | 填充型與未填充型鋼骨箱型柱鋼板剪力牆耐震行為研究 | zh_TW |
| dc.title | A study of seismic steel plate shear walls using box columns with or without infill concrete | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 100-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 陳誠直(Cheng-chih Chen),周中哲(Chung-che Chou),林敏郎(Min-Lang Lin) | |
| dc.subject.keyword | 鋼板剪力牆,鋼骨箱型柱,填充型箱型柱,拉力場效應,柱翼面外變形,耐震設計,容量設計, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | steel plate shear walls,box column,concrete filled box column,tension field action,column flange out-of-plane deformation,seismic design,capacity design, | en |
| dc.relation.page | 253 | |
| dc.rights.note | 有償授權 | |
| dc.date.accepted | 2012-08-01 | |
| 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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