鋼骨結構基於外形上,空間上或美觀上的因素,在不危及結構體之安全考 量下,可採用漸變斷面樑為其結構體之一部分。回顧前人對於漸變斷面樑 的研究,均著重於其挫屈分析、或載重分析,於是將整個漸變斷面樑當成 一個元素來進行分析,而所求得之分析結果則為樑斷面上之合力,但是我 們知道當結構之外形突然改變時,會產生應力集中的現象。於是本文將以 上之考慮因素列入漸變斷面樑之系統。為研究漸變斷面樑在幾何形狀突然 改變處的應力分佈情形,本文籍助三維有限元素分析法,探討I- 型漸變 斷面鋼樑在幾何形狀改變處之應力集中情形對樑的結構系統有何影響?再 將以此比對樑之理論解,以充分掌握其特性。經由本文以三維有限元素分 析之結果顯示,漸變斷面I- 型鋼樑在樑深開始改變處會有應力衰減或應 力集中的現象產生,且在下翼板愈靠近外側的地方有愈大的應力集中值, 但上翼板則因無上述之幾何形狀改變而無應力集中之現象產生。至於在樑 深度改變時造成之幾何突變點會造成應力衰減或者是應力集中則不會因施 力的方向不同而有所不同。其原因完全取決於其樑深之改變率,與其改變 之形狀而定,若是腹板的夾角小於 180度時,亦即樑深開始減少時,則會 產生應力衰減,反之若是大於180度時則會產生應力集中的現象。且隨著 漸變斷面形狀改變幅度的增加,而有更加明顯的現象。但本文經由加勁補 強的方式,可以藉助加勁板的補強有效的減少其應力集中的現象,而不會 導致結構體提早進入塑性區。
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