NCREE-2002-014
時間 2002-07-01
標題 鋼梁與RC複合構架之構件與接合行為研究
作者 蔡克銓陳沛清
摘要
國家地震工程研究中心已與美日兩國合作,定於民國九十一年共同進行實尺寸鋼筋混凝土柱接鋼梁(簡稱RCS)構架之耐震試驗研究,此構架乃為含樓板之三層樓三跨度鋼筋混凝土柱與鋼梁複合構造。本研究針對此三層樓構造,進行子結構反覆循環載重試驗,以作為中美日合作計畫之先期研究。試驗項目包括一樓實尺寸RC 柱與基礎接合續接位置行為研究(簡稱FF 系列)、一樓0.52 比例縮尺寸RC 柱在不同軸力效應下之行為研究(簡稱FR 系列)以及頂層樓實尺寸梁柱接頭錨定行為研究(簡稱R 系列)。
試驗結果顯示,FF 系列試體在基礎面上1m 處續接之試體行為反應較好;FR 系列試體軸力較大者其極限強度也較大,受高軸力試體的破壞模式為柱底之壓力破壞,有別於一般低軸力下之撓曲破壞;R 系列試體柱主筋焊接於錨定鋼板之鋼筋應可發展出理想之握裹強度,試驗証實不須為了發展延伸長度而使頂層柱作額外之突出段。此外,本研究採用斷面分析法分析FF 系列與FR 系列之行為,其中鋼筋應力應變關係考慮低反覆疲勞破壞和軟化分枝模型,混凝土應力應變關係採用Mander 圍束混凝土應力應變曲線,利用平面保持平面求得彎矩曲率關係,再以彎矩面積法求取柱頂側力和位移關係。R 系列試體採用本研究推導之變形模型分離柱頂總位移之各項變形分量,包括柱變形、鋼梁變形、交會區承壓變形與交會區剪力變形,分析結果顯示柱頂總位移之主要分量皆來自於鋼梁變形。最後本研究以非線性分析軟體PISA2D建立三層樓RCS 構架之分析模型,配合本試驗研究之模擬結果,以適當的有限元素與降伏規則進行RCS 構架之側推分析、反覆循環載重行為分析以及動力分析,以為將來三層樓RCS 構架之試驗做完善準備。
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