NCREE-2007-031
時間 2007-08-30
標題 鋼板剪力牆之有限元素分析與耐震設計研究
作者 蔡克銓林敏郎、謝旺?、林志翰
摘要
鋼板剪力牆是藉由鋼板易挫屈的特性,使鋼板發生挫屈之後產生拉力場(Tension Field),由鋼板所形成的拉力場來抵抗側力並消散外力所輸入的能量,多項實驗證明其具有良好的韌性與抗剪能力,可以有效地消散地震能量。本研究以國家地震工程研究中心已完成之鋼板剪力牆之實體構架進行有限元素分析模擬,研究之目的是希望能透過比STRIP MODEL簡化模型更精準的FEM板殼元素分析方式來研究鋼板剪力牆結構行為。
本研究分析項目為:(1)分析模型建立與模擬未束制型試體的挫屈行為與進入非線性時之反應,(2)利用模擬方式分析束制型鋼板剪力牆行為反應,(3)針對抗彎構架之樑是否要採取樑翼切削設計的效用做出評估,(4)探討鋼板剪力牆耐震行為與周圍抗彎構架(MRF)之樑容量設計,並檢核其軸力-彎矩(P-M)互制行為。
本研究結果顯示:有限元素法可以準確分析鋼板挫屈後拉力場行為,MRF之樑使用樑翼切削設計時,對耐震行為有其效果;而針對不同模型進行非線性側推之分析,發現在滿足彎矩需求下設計外圍MRF,於極限狀態下MRF承擔之基底剪力比例約為系統50%;而設計不滿足彎矩需求的弱樑,得知MRF由於不能承受拉力場的完全發展,使鋼板拉力場無法發揮至極限強度,因而降低剪力牆的耐震能力。
關鍵字 鋼板剪力牆, 板殼挫屈分析, ABAQUS分析
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