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研究生:王圍五
研究生(外文):Wei-Wu Wang
論文名稱:具矽酸鈣板外覆材之冷軋型鋼牆體單剪實驗
論文名稱(外文):Monotonic Shear Tests of the Cold-Formed Steel Wall Frames with Calcium Silicate Board
指導教授:潘吉齡潘吉齡引用關係
指導教授(外文):Chi-Ling Pan
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:營建工程系碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:159
中文關鍵詞:單剪實驗冷軋型鋼矽酸鈣板
外文關鍵詞:Cold-Formed SteelMonotonic Shear TestsCalcium Silicate Board
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本研究乃對於冷軋型鋼材所組裝而成的框架試體,配合不同厚度之矽酸鈣板外覆材來進行實驗比較,對於牆試體在單向剪力作用下之行為進行研究,同時針對牆試體的破壞情形、極限強度、勁度、能量吸收、延性比及勁度衰減等探討分析。除此之外,對於純框架試體與具外覆材牆試體上所黏貼的應變片進行應力分析亦為本研究重點之一,故本研究中有選擇數組牆試體及框架試體進行牆體單向或三向的應變片黏貼,以觀察並求得各黏貼位置上之最大主應力、最小主應力及主應力角之變化。
由實驗結果得知,外覆材的使用明顯增加純框架試體上的極限強度,且不同厚度的外覆材比較下,極限強度、能量吸收、勁度衰減等也有明顯的變化。對於結構物中主要耐震牆體合乎本實驗配置者,建議設計延性比可使用2.53。從實驗觀察及應力分析中發現,外覆材在橫向位移不大時以整體構面方式進行抵抗剪力的變形,但當橫向位移大到螺絲產生變形與錯動時,則轉為各單片外覆材的變形情況以進行抗剪力之行為。
This research is concentrated on the structural strengths and behaviors of cold-formed steel wall frames with or without sheathing material under monotonic shear loading condition. Three different thicknesses of calcium silicate board were used to be the sheathing material for the wall frames. The ultimate strength, stiffness, energy absorption, ductility ratio, and stiffness degradation were studied for each test specimen. In addition, two types of strain gages, one way and three ways, mounted on the specimen were used to study the stress distribution of specimen during the test. The maximum and minimum principal stresses of test specimens were also obtained based on the readings of strain gages.

It was observed that the ultimate strength of the wall frame with calcium silicate board is much greater than the strength of the wall frames without sheathing material under the monotonic shear loading condition. And the ultimate strength of wall frame with calcium silicate board increases with increasing the thickness of board. It was also found that the sheathings of wall performed as an entire unit to against the shear force when the horizontal displacement of wall is small. However, when the movement was large and induced the deformation or rupture of the screws, the calcium silicate boards behalf like individual to resist to horizontal forces. In final, it is suggested that the design ductility of the cold-formed steel wall framing system similar to the wall configuration conducted in this study can be assumed to be 2.53.
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 研究內容 2
1.4 論文架構 3

第二章 文獻回顧 5

第三章 相關參數之說明 10
3.1 建築物主要的側向力 11
3.1.1 風力 11
3.1.2 地震力 12
3.2 牆體的破壞 13
3.3 勁度 14
3.4 能量吸收 18
3.5 延性比(Ductility Ratio ) 19
3.6 勁度衰減 27
3.7 基本應力及應變分析 28

第四章 實驗說明與配置 32
4.1 前置作業 32
4.1.1 試體規格 32
4.1.2 試體編號定義 38
4.1.3 材料性質 45
4.2 試體組裝與實驗配置 55
4.2.1 試體組裝 55
4.2.2 實驗配置與架設 57
4.3 實驗圖形呈現 66
4.3.1 力與位移圖 66
4.3.2 整體破壞情況 71

第五章 實驗結果與分析 72
5.1 實驗結果 72
5.1.1 試體的破壞情形 72
5.1.2 力與位移圖 86
5.1.3 極限剪力強度及其位移 90
5.2 實驗分析 91
5.2.1 勁度 92
5.2.2 能量吸收 96
5.2.3 延性比 105
5.2.4 勁度衰減 111
5.3 應力分佈情況 113
5.3.1 純框架試體 114
5.3.2 具外覆材牆體 121

第六章 結論與建議 134
6.1 結論與建議 134
6.2 後續發展與研究 138

參考文獻 140

附錄A 144
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