NCREE-2017-003
時間 2017-04-05
標題 鋼構造梁柱抗彎接合設計手冊與參考圖
作者 林克強莊勝智林志翰李昭賢林德宏
摘要
抗彎構架(moment resisting frame, MRF) 系統為最穩定且可靠之建築耐震結構系統之一,而該系統之耐震性能取決於梁柱接合(beam-to-column connection)之韌性容量。在符合強柱弱梁(strong column-weak beam)之耐震設計原理下,本系統消散地震所輸入之能量主要來自梁端撓曲塑鉸(flexural hinges at beam end)提供。為達此目的,其梁柱接合應能提供梁端順利發展充分之非線性撓曲變形能力,且在達預期變形能力下能發揮穩定之應變硬化強度。如何使抗彎構架結構系統之梁柱接合能滿足規範規定之變形需求與發展預期之強度容量,為本研究主要探討的議題。
本研究參考美國鋼結構設計規範耐震特別規定中預先驗證合格接合(pre-qualified connection)之觀念,收集國內外各種適用於建築抗彎構架結構之梁翼銲接型梁柱接合,建立台灣鋼構造預先驗證合格之耐震梁柱接合應用平台,依此預先驗證平台,建構國內預先驗證合格之梁柱接合資料庫,其柱構件包括組合型箱型柱(built-up box column)與H型柱。本文共收錄九種剛性銲接型梁柱接合,依梁構件強度發展強弱可分為三類:(1)接合細節改良型接合,(2)強度減弱型接合,(3)強度增強型接合。本研究除說明各種梁柱接合之發展背景及設計原理外,並將試驗條件與結果整理以表格與圖說方式呈現,也列出參考文獻以資追溯。此外,本研究也繪製梁柱接合參考圖,且邀集國內鋼結構界之專家提供意見、討論、修正與確認圖說,並將該參考圖置於本報告之附錄,與公開於國震中心網站免費自行下載,提供工程師進行相關實際工程設計時參考應用。為方便提供設計者進行設計時之參考,本報告也收錄台灣2007年版規範與美國2010年版規範中,有關建築物鋼結構抗彎構架系統耐震設計之相關條文。
關鍵字 抗彎構架、強柱弱梁、預先驗證合格、梁柱接合資料庫
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