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研究生:蕭尤菁
研究生(外文):You-Jing Siao
論文名稱:低降伏鋼板剪力牆之耐震行為研究
論文名稱(外文):Seismic Behavior of Low Yield Steel Plate Shear Wall System
指導教授:鄭蘩
指導教授(外文):Van Jeng
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:營建工程系
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:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:142
中文關鍵詞:低降伏鋼板剪力牆非線性靜力側推非線性動力分析
外文關鍵詞:Low yield steel platepushoverinteractionnonlinear dynamic analysis
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低降伏鋼板剪力牆兼具強度、勁度及韌性等優點,為一良好之耐震結構系統,但是鋼板降伏強度極低,受外力作用後便很快的進入非線性階段後其變形反應與彈性階段時差異很大,故本研究探討低降伏鋼板剪力牆系統於非線性階段之結構行為。
本研究利用SAP2000對低降伏鋼板剪力牆系統進行分析。研究方法包括非線靜力側推分析與非線性動力分析,非線性側推分析為探討剪力牆與抗彎構架之互制關係及探討其變形與消能,而非線性動力分析主要探討樓層剪力分佈並與側推分析之結果比較,採用15組地震歷時以探討不同種類地震的結果反應。
主要研究成果如下:
(1)結構於彈性階段,剪力牆與抗彎構架兩者變形反應不同,因此互制效應大,但進入非線性後,兩者均以剪力變形控制,互制效應即降低了。
(2)結構進入非線性後以剪力變形為主,但剪力牆之勁度比抗彎構架大很多,故以剪力牆主宰整體變形。
(3)結構受軟弱土壤地震時,非線性靜力側推分析(第一模態)與非線性動力分析結果相近。
(4)結構受堅硬土壤地震時,非線性靜力側推分析(第一模態)與非線性動力 分析結果誤差大,應再考慮第二模態之影響。
Low yield steel plate shear wall system have such advantages of good strength , high stiffness and large ductility ,therefore it is a excellent earthquake resistant structure. The steel plate has very low yielding strength ,so the structure behavior at nonlinear stage is very different from the behavior at elastic stage. This research is aimed to investigate the behavior of Low yield steel plate shear wall system at non-linear stage.
This study adopted two analysis schemes in SAP2000. One is nonlinear static pushover analysis for investigating (1) the interaction between the shear wall and frame (2) the deformation and energy dissipation of the system. The other is nonlinear dynamic analysis for investigating the distribution of story shear force with fifteen different earthquake excitation records. The results of two methods are compared.

The major results are:
1.The interaction between shear wall and frame is intense at elastic stage , however, it become less after the structure enter highly nonlinear stage.

2.The deform shape of whole structure is dominated by the shear wall because the stiffness and strength of shear wall is much larger than frame.

3.The results of nonlinear static pushover analysis (first mode only) are closed to the results of nonlinear dynamic analysis when the structure was excited by earthquakes of soft soil condition.

4.For shear wall system subjected to earthquake of hard soil condition, the first mode pushover analysis produce results with large deviation. The second mode influence should be included.
論 文 摘 要 I
ABSTRACT III
誌 謝 IV
目 錄 V
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧........................................2
1.3 研究方法與內容 ..................................5
第二章 低降伏鋼板剪力牆結構系統.....................7
2.1 前言............................................7
2.2 帶狀二力桿模型理論..............................7
2.3 結構模型介紹....................................9
2.3.1 低降伏鋼板剪力牆之主要參數說明 ................9
2.3.2 低降伏鋼板剪力牆之結構設計....................10
2.3.3 三種結構模型介紹..............................11
第三章 靜力分析.....................................13
3.1 前言............................................13
3.2 非線性靜力側推分析..............................13
3.2.1 分析方法......................................13
3.2.2 定義塑鉸......................................17
3.2.3 三種結構型式之非線性靜力側推分析..............17
3.3 剪力牆與抗彎構架之位移互制探討..................20
3.3.1 分析方法說明 ..................................20
3.3.2 單面剪力牆之彎矩、剪力變形....................22
3.3.3 抗彎構架之彎矩、剪力變形......................23
3.3.4 整棟結構中剪力牆之彎矩、剪力變形..............24
3.3.5 整棟結構中的抗彎構架變形......................25
3.3.6 探討剪力牆與抗彎構架之間位移互制..............26
3.3.7 探討剪力牆與抗彎構架之間側力分配..............27
3.4 結論............................................28
第四章 剪力牆之非線性動力分析.......................29
4.1 前言............................................29
4.2 分析方法........................................29
4.3 15組地震力樓層位移與層間轉角比較................31
4.4 15組地震之剪力包絡線比較........................33
4.5 模態分析........................................35
4.5.1 前言..........................................35
4.5.2 分析方法......................................36
4.5.3 模態分析與歷時分析比較........................38
4.5.4 誤差..........................................39
4.6 動力分析與靜力側推分析比較......................40
4.7 結論............................................41
第五章 結論與建議...................................43
5.1 結論............................................43
5.2 建議............................................44
參 考 文 獻.........................................46
(1) H.R. Evans, “Longitudinally and Transversely Reinforced Plate Girders”, Department of Civil Engineering, University College,Cardiff, UK, Plated Structures Stability and Strength, Edited by
R. Narayanan, Chapter 1, New York, 1983.

(2) G.L. Kulak, “Behavior of Steel Plate Shear Walls”, The AISC Interational Engineering Symposium on Structural Steel, 1985.

(3) G.L. Kulak, “Unstiffened Steel Plate Shear Walls”, Department of Civil Engineering, University of Alberta, Canada, Structure
Subjected to Repeat Loading Stability and Strength, Edited by R. Narayanan and T.M. Robert, Chapter 9, New York, Apr 1991.

(4) Max A.M. Herzog, “Web Crippling with Bending and Shear of Thin - Walled Plate Girders”, Journal of Constructional Steel
Research, Edited by Patrick J. Dowling, John E. Harding, North American Editor Reidar Bjorhovde, 1992.

(5) Sung C. Lee and Chai H. Yoo, “Strength of plate girder web panels under pure shear”, Journal of Structural Engineering, ASCE, 98(2),
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(11) 侯信逸,“低降伏強度鋼剪力消能裝置之耐震特性”,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程技術研究所,台北,1999。

(12) 林文淵,“應變率對低降伏強度鋼剪力消能裝置之影響”,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程技術研究所,台北,2000。

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(15) 李森枏,“SAP2000 結構設計實務(V8&V9)”,科技圖書股份有限公司,2005。
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