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依據《冷軋型鋼構造建築物設計規範》,運算單軸對稱 (Y軸) 帽型鋼之有效寬度法 (EWM) 及彎曲-扭轉耦合極限狀態。
控制公式:規範 H1.2-1 (Pu / Phiv_Pn > 0.15)
| 破壞模式 (Limit State) | 法規依據 | 需求 Demand | 設計容量 Capacity | DCR |
|---|---|---|---|---|
| 純軸壓整體與局部挫屈 | 規範 C4 / C5 (Pn = Ae × Fn) | 10.00 kN | 33.92 kN | 0.295 |
| 主軸彎曲側向扭撓與局部挫屈 | 規範 F2 / F3 (Mnx = Zex × Fcx) | 0.50 kN-m | 3.60 kN-m | 0.139 |
| 弱軸彎曲局部挫屈 | 規範 F2 / B2 (Mny = Zey × Fy) | 0.10 kN-m | 1.84 kN-m | 0.054 |
| 軸壓與雙軸彎矩互制 (LRFD)控制項 | 規範 H1.2-1 (Pu / Phiv_Pn > 0.15) | - | 1.00 | 0.488 |
薄壁帽型鋼 (Hat Section) 重心 Y_cg 與剪力中心 y_s 會產生分離:
因 y_0 ≠ 0,受壓時強軸彎曲 (X) 並不會與扭轉耦合;但弱軸彎曲 (Y) 必定伴隨扭轉機制:
帽型鋼兩側延伸的底緣屬於一端不受支撐的「無加勁端板 (Unstiffened Elements)」,挫曲抗力極低:
承受 M_x 正彎矩時,頂腹板受壓、兩道底緣受拉,腹板應力梯度導致中性軸向受拉區飄移:
單軸對稱帽型鋼 (Hat Section) 之剪力中心精確漂移運算,並涵蓋弱軸強度的彎扭耦合挫曲控制方程。
補足單面對稱「帽型鋼」容易受偏心載重引發之剪力中心 (Shear Center) 特別擾動特性方程式,防堵彎轉扭曲下的彈性與非彈性側向挫屈發展。