含薄型挫屈束制支撑构架耐震行为研究.pdf

國立臺灣大學工學院土木工程學系 碩士論文 Department of Civil Engineering College of Engineering National Taiwan University Master Thesis 含薄型挫屈束制支撐構架耐震行為研究 Research and Development of Thin Buckling Restrained Braces for Seismic Buildings 林保均 Pao-Chun Lin 指導教授：蔡克銓 教授 Advisor: Keh-Chyuan Tsai, Prof. 中華民國 99 年 6月 June, 2010 口試委員審定書 i 誌 謝 論文的完成，表示一個階段即將結束，在碩士班的兩年期間，遇到了許多各式 各樣人、經歷了許多極具挑戰之事，都讓保均有所成長，學習做人做事的道理。 首先感謝 蔡克銓教授的細心指導與教誨，恩師嚴謹的研究態度與一絲不苟的精 神使我受益良多。感謝 蔡益超教授和黃世建教授以及 林克強教授於口試期間提 供許多寶貴的意見與建議，使本論文更加完善。 研究期間，感謝魏志毓學長提供許多想法，使我能夠有更明確的論文研究方向， 也讓我學習到做研究的根本態度。試驗期間，感謝魏志毓學長與吳安傑學長的極 力協助，以及國家地震工程研究中心周志雄先生與工作同仁、鴻舜機械周仁財先 生、台大機械工廠陳朝琴先生的全力配合，也感謝王孔君學長、陳家乾學長、林 德宏學長在實驗控制上的努力與協助，還有林志翰學長、莊勝智學長、李昭賢學 長、區瑋璣、學弟李弘祺、郭泰延、黃宣諭、學妹謝采洵、洪雅暄、謝欣倫、陳 靜婕的協助，使實驗得以順利進行。 研究期間感謝游宜哲學長在 OpenSEES的大力相助，還有翁元滔學長提供許多建 議，以及蔡青宜學姊在有限元素軟體的熱心教學和待人處事的指點，都使我的研 究過程更為順利。 感謝同窗好友朱駿魁和區瑋衡，除了生活與學業上相互支持鼓勵，在試驗期間， 放下手邊的工作到實驗場協助，以及對保均的所有勉勵與關懷都讓我深感欣慰， 沒有你們的支持，實驗無法順利完成；你們將是我一輩子都不會忘記的好朋友。 最後更要感謝家人以及親友的付出與關懷，有各位的鼓勵才能使保均在兩年的 研究生涯中得以盡情發揮，順利得到碩士學位，由衷感謝。 ii 摘 要 挫屈束制支撐(BRB)為近幾年來被廣為使用結構制震系統，經過多年的研究與 推廣，市面上有各種各樣不同的斷面型式，然而為提高可使用的樓地板面積，如 何降低斜撐的厚度也就越來越有研究的必要。傳統大型圍束單元的 BRB較無法符 合此要求，薄型化與輕量化 BRB的需求可能會越來越高；當斜撐之圍束單元往薄 型化發展時，其束制能力就顯得重要。支撐之整體撓曲挫屈必須防止之外，但是 局部挫屈亦須避免；薄型化 BRB的設計方式與力學行為，為本研究探討重點。 本研究包含: (1)研發全鋼薄型挫屈束制支撐，並透過構件試驗施加反覆載重測 試其反應，並探討其力學行為。 (2)研發三種不同形式之薄型 BRB ，包括利用矩形 鋼管內灌入水泥砂漿做為圍束單元，並透過實尺寸三層樓構架試驗對其中一種薄 型 BRB進行測試。(3) 以擬動態實驗方式進行構架試驗，在實驗前後利用PISA3D和 OpenSEES非線性結構分析軟體，對實驗結果進行預測