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研究生: 蔡宛昀
Wan-yun Tsai
論文名稱: 含矩形鋼管柱構架系統之研發
Development of a frame system containing rectangular hollow section columns
指導教授: 陳正誠
Cheng-Cheng Chen
口試委員: 鄭敏元
Min-Yuan Cheng
甘錫瀅
Shi-Ying Gan
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 175
中文關鍵詞: 內藏式橫隔板外橫隔板鋼管柱韌性梁柱接頭
外文關鍵詞: internal diaphragm, external diaphragm, hollow section column, ductility beam-column joint.
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冷軋型鋼管以自動化設備製作,價格比箱型柱低,可以提升鋼結構的競爭力。若能將冷軋型矩形鋼管推廣至國內中低樓層建築,不但可落實環保理念且具經濟效用。本文由現有工法及新工法之研擬,提出適合國內使用的含鋼管柱構架系統之工法,並完成五組梁-柱子結構試體之反復載重試驗,探討內藏式橫隔板工法、外橫隔板HH韌性處理工法之耐震能力及工法的可行性。
實驗結果顯示:(1 )內藏式橫隔板工法具可行性。(2)外橫隔板HH韌性工法具可行性。 (3) 相較於內藏式橫隔板工法,外橫隔板HH韌性工法可降低44%之鋼材用量,亦可降低銲道數量。(4)當韌性切削之切削量較小時,局部挫曲發生的時機較晚。(5) 鋼管柱斷面之彎轉處,在進行冷彎時會產生殘留應力,此處若以一般之銲接程序進行全滲透銲道之施作,容易造成銲接處過早產生裂縫,因此其銲接程序需要進一步的探討。


Rectangular hollow section columns, manufactured by roll forming, are more economical than box columns. This can enhance the competitiveness of the steel buildings. If the rectangular hollow section columns are used in low to mid-rise buildings, the environmental protection concepts can be implemented. In this study, a internal diaphragm system and an external diaphragm-horizontal haunch system are proposed. And the seismic behavior of the two systems was evaluated through cyclic loading test of five beam - column sub-assemblage specimens.

Experimental results show that: (1) Internal diaphragm system is feasible. (2) The external diaphragm-horizontal haunch system is also feasible. (3) Compared with internal diaphragm system, the external diaphragm-horizontal haunch system uses 44% less material and less welds. (4) Local buckling is retarded when the length of the horizontal haunch is smaller. (5) The cold forming process produces residual stresses at the corner of the rectangular hollow section. As a result, the commonly used welding procedure may cause premature crack at the corner of the column section. A suitable welding procedure should be established in the future research to prevent premature crack problem.

論文摘要 I ABSTRACT II 誌 謝 III 目錄 IV 表索引 VII 圖索引 VIII 照片索引 XII 符號索引 XIII 第一章 緒論 1 1.1 研究緣起與背景 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 內藏式橫隔板工法 3 1.4 研究動機與目的 4 1.5 研究範圍與內容 6 第二章 外橫隔板HH韌性處理工法 9 2.1 前言 9 2.2 HH韌性處理設計方法 9 2.3 托架段梁接合型式 10 2.4 HH韌性處理設計流程 11 第三章 試驗計畫 15 3.1 前言 15 3.2 試體規劃與設計 15 3.2.1 內藏式橫隔板系列試體 16 3.2.2 外橫隔板系列試體 17 3.3 試體製作 18 3.4 材料試驗 19 3.5 試驗裝置 19 3.6 量測系統 19 3.7 載重歷程 21 第四章 試驗結果與討論 23 4.1 前言 23 4.2 整體行為 23 4.2.1 內藏式橫隔板試體 23 4.2.2 外橫隔板系列試體 24 4.2.3 柱試體 26 4.2.4 試體破壞模式彙整 27 4.2.5 應變分佈 28 4.3 彎矩強度 29 4.4 塑性轉角容量 30 4.4.1 定義 30 4.4.2 討論 31 4.5 消能容量 31 4.5.1 定義 31 4.5.2 討論 32 4.6 遲滯迴圈束縮效應 ( Pinching effect ) 32 4.6.1 定義 32 4.6.2 討論 33 4.7 切削量之比較 33 4.8 可行性評估及經濟效益 34 第五章 結論與建議 35 5.1 結論 35 5.2 建議 36 參考文獻 37 附錄 129

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