单对称梁挠曲强度之分析StrengthAnalysisofMonosymmetricGirders.pdf

第十屆中華民國結構工程研討會 The Tenth National Conference on Structural Engineering Tao-Yuan, Taiwan, 1-3 Dec. 2010 Paper No. 370 單對稱樑撓曲強度之分析 Strength Analysis of Monosymmetric Girders 1 2 3 徐暐亭 呂東苗 張倩倩 1朝陽科技大學營建工程系助理教授 (E-mail: wthsu@cyut.edu.tw) 2中興大學土木工程系教授 3張倩倩建築師事務所 建築師 摘要 單對稱鋼樑斷面的各種性質之計算以及分析較為煩雜，此類斷面特性為增加受壓面積以便 提供較佳之抗彎矩以及穩定性，常見斷面如 WC 組合斷面(W型鋼與槽型鋼組合)與SC 組合斷面 (S型鋼與槽型鋼組合)為經濟之單對稱斷面。單對稱斷面之缺點為受到扭轉時，難以分析扭轉造 成之翹曲剪應力以及翹曲正向應力，評估斷面之理論強度根據翹曲常數C 、單對稱係數β 以及 w x 扭力常數 J 等牽涉到複雜積分運算。現有設計規範沒有提供適當公式作為計算彎矩強度，僅以 雙對稱 I-型樑以及單對稱 I-型樑相關之簡化公式評估單對稱斷面之彈性彎矩強度。 本研究檢討現有AISC設計規範 [1,2,3]之相關公式來源，整理單對稱樑之理論彈性與非彈性 公式，將翹曲常數C 、單對稱係數β 以及扭力常數J 之複雜積分式簡化並提出數值化公式，以 w x 利評估單對稱斷面之彈性理論強度。 本研究評估現有規範與理論值之差異，顯示根據規範所建議之方式會有明顯低估部分組合 斷面之彈性理論彎矩強度，針對上述原因提供設計組合斷面彈性彎矩計算之相關數值，並根據 誤差提出簡化後之規範可放大之係數，作為業界設計組合斷面之參考，提高其設計的經濟性以 及合理性。 關鍵字：單對稱樑、側向扭轉挫屈、翹曲常數、單對稱係數、彎矩強度 Abstract It is a common practice in crane runway girders to place a channel, open-side down, over the top flange of a W- or S-section. The built-up WC (W-section with Channel) or SC (S-section with Channel) section has been proven to be efficient and economical. However, the theoretical moment calculation for WC/SC section is