鋼管混凝土結構雙向螺栓式梁柱接頭之力學行為與耐震驗證

吳賴雲 ； 鍾立來 ； 盧建帆 ； 黃國倫 ； 沈東儒

《結構工程》 20卷2期 (2005/06) Pp. 43-75

https://doi.org/10.6849/SE.200506_20(2).0004

摘要

螺栓式梁柱接頭強調工廠銲接、工地栓接之方式，提高組立之方便性，降低施工之變數。因鋼管內充填混凝土，鋼管混凝土柱可避免鋼管壁向內挫屈，且鋼管對混凝土產生圍束效果，具強度、韌性高之優點。H型鋼梁在梁端銲有端板，以栓接方式與柱接合，並在梁端放大梁翼板寬度，使塑鉸遠離銲道，避免銲道先行破壞。螺栓式梁柱接頭試體共有六座，其中三座為單向圍束，在東西向以螺栓貫穿接合梁與柱，且在南北向預埋螺栓套管，柱板厚度有6、8、10mm種；另外設計三座為雙向圍束，對應單向圍束之試體，在東西向及南北向皆以螺栓貫穿接合柱與梁端板，期盼更真實模擬三維建物。經一系列反復載重試驗之驗證後，縱使層間變位角高達7%以上，螺栓式梁柱接頭依然屹立不倒。由於所有試體之塑性變位角均高於3%，故螺栓式梁柱接頭符合國內耐震接頭規範之要求。由於螺栓預力使梁柱接頭在勁度、降伏強度及極限強度方面皆比一般接頭來得高，雙向圍束試體更是單向圍束試體之二倍以上。所有試體均符合強柱弱梁之條件，對單向圍束之試體來說，當寬厚比較高時，梁柱交會區較弱，主要以梁柱交會區來消散能量；當寬厚比較低時，梁柱交會區較強，主要以梁產生塑性鉸來消散能量；當寬厚比介於兩者之間時，即同時以梁柱交會區及梁產生塑性鉸來消散能量。雙向圍束試體生塑性鉸來消散能量。因為部分單向圍束試體由梁柱交會區來參與消能，強度遞減比單純由梁消能之試體來得緩慢，故單向圍束試體之塑性變位角較雙向圍束試體高。整體而言，螺栓式梁柱接頭具有優良之耐震性能，實為優良可用之梁柱接頭型式。