應用形狀記憶合金之自復位鋼構梁柱接頭開發

Abstract

鋼結構韌性梁柱接頭雖可滿足結構韌性上的需求，但於地震過後，接頭塑性變形甚至挫曲形成塑性絞，以及結構的殘餘變形等，將會增加結構修復的困難與花費，因此本研究開發一新式自復位梁柱接頭，並有效地應用形狀記憶合金之超彈性特性於梁柱接頭中，使接頭於地震後可回復至原點，無殘留變形，並兼具消能之性能。 將形狀憶合金與碟型彈簧串聯組成自復位彈性系統，以較短的形狀記憶合金達到接頭塑性變形的要求。此外，為增加接頭強度以及消能性，同時不影響接頭自復位性能，本研究提出一非對稱摩擦消能系統，乃透過複數層鋼板摩擦面、螺栓孔大小及不同位置螺栓的軸力等參數，控制加載及卸載各階段的摩擦力，達到加載時摩擦力大於卸載摩擦力的非對稱摩擦遲滯迴圈，並將其應用於梁柱接頭中，與自復位彈性系統並聯，以滿足接頭所需的強度，本研究透過大小實驗以及實驗分析所得之主要結論如下。 於足尺梁柱接頭試驗中驗證了僅應用長度200mm形狀憶合金，可使梁深500mm、強度490Mpa等級的梁柱接頭，滿足層間變形達4%的變形要求，且強度將近80%梁標稱塑性彎矩，滿足法規要求且可應用於足尺寸之接合構件中。 非對稱摩擦消能系統實驗證明可透過改變螺栓軸力，進而調整加載及卸載時各階段所需之摩擦力大小，使其所貢獻的消能行為相較於傳統摩擦系統恆定的消能行為。此外，本研究基於各構件之材料試驗，推導柱梁接頭之力學模型以及強度之計算式，並與實驗結果進行比較與檢討。

Date of Award	2017 Aug 31
Original language	Chinese
Supervisor	Yu-Lin Chung (Supervisor)