高层钢结构框筒体系在三维地震波作用下之弹塑性反应分析

摘要

一、本文考慮之Bauschinger effect，考慮梁從彈性狀態到初始屈伏， 應變強化，和強度退化狀態的彈塑性連績變化過程，根據此種恢 復力模型推導了梁單元之彈塑性勁度矩陣。而對於梁柱節點域的 剪切變形，應用了等效剪切力概念求得了節點域單元的彈塑性勁 度矩陣。另於分析高層鋼結構框筒體系在三維地震作用下之彈塑性 繁複迭代過程中，採用了綜合離散法(又稱超級有限元素法)用 正交多項式作爲結構沿高度方向的位移函數，推導了廣義梁柱單 元的勁度矩陣，進而得到廣義運動方程，此種分析方法之優點是 (一)減少了運動方程的未知數，(二)計算工作量減少，(三)免除 只能運用大型電腦方能解決之課題；在一般桌上型電腦甚或筆記 型(Notebook)電腦皆可使用且具有極高之精確度。可謂是高層框 筒體系結構設計上之一項重大突破。二、從一12層樓鋼框筒模型以El-Centro wave，Shanghai Artifical wave， Tanjin wave等三種地震波依0.1g～0.8g不等之震度經地震振動 台試驗，測得各種不同之破壞機理，地震週期、加速度，頻率和 位移，並和上述所推之理論依實型所得之數據，做出比較，以驗 証理論之可靠性。

目录

文摘

英文文摘

CHPATER 1 緒論

§1.1台灣高層鋼結構之回顧

§1.2 研究動機

§1.3 研究目的

§1.4 地震及地震動對結構的影響

§1.5 框筒結構體系及其分析方法

§1.6 結構分析及恢復力模型

§1.7 框筒體系結構存在的問題和本論文之主要工作

CHAPTER 2 高層鋼結構框筒體系梁之彈塑性增量勁度方程

§2.1 分析假設

§2.2 梁的滯回模型

§2.3 梁截面彈塑性變形界定

§2.4 梁之彈性增量勁度矩陣及其方程

§2.4.1 梁之彈塑性增量勁度矩陣及其方程

§2.4.2 彈塑性梁單元轉角變形方程

§2.4.3 彈塑性梁單元增量勁度方程

小結

CHAPTER 3 高層鋼結構框筒體系柱之彈塑性勁度方程

§3.1 分析假設

§3.2 空間柱的受力與變形

§3.3 柱斷面屈伏面方程

§3.4 柱端截面彈塑性狀態判別與恢復力參數的確定

§3.5 淨柱單元勁(剛)度方程

CHAPTER 4 框筒體系鋼結構考慮節點域剪切變形的彈塑性分析方法

§4.1 基本假定

§4.2 節點域剪切變形與剪切力之研究

§4.3 節點域單元分析

§4.4 節點域單元彈性勁度

§4.5 節點域單元彈塑性勁度

§4.6 考慮節點域剪切變形影響的梁柱單元

§4.6.1 連帶節點域的梁單元

§4.6.2 連帶節點域的柱單元

CHAPTER 5 高層鋼結構框筒體系在三維地震波作用下的彈塑性反應分析

§5.1結構分析基本假定

§5.2綜合離散法

§5.3廣義單元分析

§5.3.1 廣義柱單元

§5.3.2 廣義梁單元

§5.4 廣義結構勁度方程

§5.5 結構彈塑性地震反應分析

§5.5.1 廣義結構運動方程

§5.5.2 結構阻尼矩陣的確定

§5.5.3 廣義結構運動方程的求解及結構地震反應計算

§5.6 實型結構自振特性

§5.6.1 前25種實型結構自振特性(3-D)

§5.6.2 實型結構之彈塑性地震反應分析及韌性比

CHAPTER 6 十二層框筒鋼結構模型振動台試驗研究

§6.1 試驗目的

§6.2 模型試驗方法

§6.2.1 相似系數

§6.2.2 模型設計

§6.2.3 輸入地震波

§6.2.4 測試內容及測點佈置

§6.2.5 輸入地震波之次序

§6.3 試驗結果

§6.3.1 鋼梁破壞

§6.3.2 模型自振特性

§6.3.3 模型加速度反應

§6.3.4 模型位移反應

§6.3.5 模型應變反應

§6.4 小結

CHAPTER 7 結論

誌謝

參考文獻