熱軋寬翼型鋼由於軋制、運輸及安裝過程等影響，必定會存在初始變形，而於有限元素分析中，傳統上多利用挫曲模態疊加之方式來模擬構件之初始幾何缺陷。然而，以此規律性之變形模擬具隨機性之初始幾何缺陷之合理性，以及初始幾何缺陷對熱軋深寬翼鋼柱之耐震能力、或特殊抗彎矩構架之崩塌性能之影響，卻仍無詳細之研究或探討。
本研究先以三維雷射掃描儀量測十四根熱軋寬翼型鋼之輪廓(圖一)，之後以二維功率譜法分析量測所得之初始缺陷(圖二)，以及提出可用於模擬寬翼型鋼初始幾何缺陷之數值模型。最後以有限元素法，將提出之二維功率譜法以及傳統採用之模態疊加法所建立之初始幾何缺陷施加於深寬翼鋼柱及具有深寬翼鋼柱之特殊抗彎矩構架，以量化初始幾何缺陷對鋼柱及構架耐震崩塌性能之影響(圖三)。
模擬結果顯示，初始幾何缺陷雖可改變深鋼柱之挫曲行為甚或抗彎矩構架之崩塌模式，其對崩塌行為之影響並無一致性，並與其本身大小及方向、地震歷時之選取、以及完美柱(無缺陷)之挫曲變形及崩塌模式等因素相關。平均而言，其影響於工程應用上落於可接受之誤差範圍內，但於特定大小與方向下有可能提升鋼柱之崩塌性能，導致較不保守之評估結果。因此，對於本研究所考慮之深寬翼鋼柱及周緣特殊抗彎矩構架之鋼構建築物，建議可忽略初始幾何缺陷之影響，以避免事先決定之挫曲模態導致不保守之結果。（土木系吳東諭教授提供）
圖一、雷射掃描儀量測配置圖
圖二、試體之缺陷頻譜(a)上翼板面內、(b) 上翼板面外、(c) 下翼板面內、(d) 下翼板面外、(e)腹板面內、(f)腹板面外
圖三、周緣特殊抗彎矩構架在不同初始缺陷型態下之崩塌易損性曲線