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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:游曙銘
研究生(外文):You Shu-ming
論文名稱:推覆分析法應用於坡地建築物差異沉陷耐震能力評估之研究推覆分析法應用於坡地建築物
論文名稱(外文):The Application of the Push-over Analysis Method on The Evaluation of Aseismic Capacity Under The Condition of Differential Settlement of Slope Buildings.
指導教授:趙振平趙振平引用關係許資生
指導教授(外文):Chao Zhen-PingHsu Zi-Sheng
學位類別:碩士
校院名稱:華梵大學
系所名稱:環境與防災設計學系碩士班
學門:環境保護學門
學類:環境防災學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:105
中文關鍵詞:推覆分析法強度韌性法坡地建築物差異沉陷耐震能力強度韌性法
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華梵大學針對大崙山校區坡地從民國89年開始進行全面性監測,有傾斜觀測管、地滑計、裂縫計、沉陷觀測點、雨量計及地下水位計等,惟建築物耐震能力鮮少探討。本校於93學年度有計畫的對薈萃樓、之安館一區進行基地調查(透地雷達、震測)及建築物耐震能力評估,並進而進行基地及結構的補強工程。藉由此計畫,本文將針對坡地建築物耐震能力作一深入探討。
傳統的耐震能力評估法為強度韌性法,計算建築物各樓層之耐震能力時,係將各樓層梁、柱之耐震能力平均,無法反應建築物短柱及不對稱之行為,而坡地建築物更有差異沉陷之問題,是以採用推覆分析法實有其必要性。本研究主要研究對象為華梵大學兩棟位於山坡地之建築物,分別稱為薈萃樓及之安館,在進行分析前,並以花蓮新城國中實際推倒案例,驗證強度韌性法與推覆評估法之差異,經比較發現推覆評估法較接近實驗結果,強度韌性法較保守,再進而進行坡地建築物評估時,當不考慮差異沉陷問題,強度韌性法評估結果仍顯保守,而再納入差異沉陷考量時,強度韌性法即無法進行評估工作,僅能依推覆分析法進行評估,評估結果再考量建築物差異沉陷時,其崩塌地表加速度分別由0.256g降至0.244g,0.275g降至0.252g。
A complete monitoring plan for slope stability was carried out by Huafan University since 2000. This monitoring system includes inclinometer, extensometer, crack gauge, settlement marks, precipitation gauge and ground water level gauge etc. The aseismic capacity of buildings is not considered in the past time.
The present study is concentrated on the aseismic capacity for Huicui and Zhian buildings in Huafan University. Two approaches are considered in this research, one is “ Strength-Toughness Method”, the other is “Push-over Analysis Method”. The first method cannot response short column and asymmetry behavior of buildings. On the contrary, the second method has the merit to solve the above problems. A comparison is done by comparing these two method to conclude the first method is more conservative and the second is more realistic. Under the consideration of differential settlement, one achieve the result that collapse ground acceleration with differential settlement is commonly lowered while compared with that without differential settlement.
目錄
致謝 i
摘要 ii
ABSTRACT iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 x
第一章 緒論 - 1 -
1-1 研究動機及目的 - 1 -
1-2 前人研究 - 1 -
1-2.1 強度韌性法 - 1 -
1-2.2 推覆評估法 - 1 -
1-2.3 坡地基地特性 - 2 -
1-3 研究流程 - 2 -
第二章 強度韌性法耐震能力詳細評估 - 4 -
2-1 詳細評估之架構 - 4 -
2-2 建築物彈性地震分析 - 5 -
2-3 構材破壞模式與韌性比分析 - 9 -
2-3.1 梁、柱斷面降伏時之彎矩強度 - 9 -
2-3.2 梁、柱斷面之剪力強度 - 11 -
2-3.3 韌性容量之修正 - 12 -
2-3.4 決定單根梁、柱破壞模式與韌性比 - 13 -
2-4 節點強度比較、柱承擔剪力與韌性 - 15 -
2-5 各半層之降伏地表加速度 - 16 -
2-6 結構系統地震力折減係數 - 17 -
2-7 各半層之耐震能力 - 17 -
2-8 耐震能力不足之標準 - 18 -
第三章 推覆評估法耐震能力詳細評估 - 20 -
3-1 評估流程 - 20 -
3-2 混凝土構造框架推覆分析 - 21 -
3-2.1 梁、柱塑鉸設定(M3 hinge) - 21 -
3-2.2 梁、柱破壞模式與塑鉸 - 23 -
3-3 混凝土構造磚牆推覆分析 - 24 -
3-3.1 概述 - 24 -
3-3.2 磚牆介面強度性質 - 25 -
3-3.3 磚牆之臨界破裂角 - 26 -
3-3.4 磚牆水平剪力強度 - 27 -
3-3.5 磚牆極限變位及變位關係曲線 - 29 -
3-3.6 等值斜撐斷面與塑鉸特性之設定 - 30 -
3-4 建立結構物的容量震譜曲線與耐震能力之計算 - 33 -
第四章 試驗分析 - 37 -
4-1 實驗室 - 37 -
4-1.1 混凝土純構架 - 37 -
4-1.2 混凝土單跨含磚牆RC構架 - 39 -
4-2 花蓮新城國中實例分析 - 42 -
4-2.1 建築及結構概要 - 42 -
4-2.2 材料強度 - 44 -
4-2.3 試驗結果 - 45 -
4-2.4 詳細評估結果 - 46 -
第五章 薈萃樓及之安館實例分析 - 50 -
5-1 建築物及結構調查現況 - 50 -
5-2 結構概要 - 50 -
5-3 基地地質資料 - 52 -
5-4 詳細評估結果 - 54 -
5-5 坡地沉陷量分析 - 55 -
5-6 差異沉陷之結構模擬與分析 - 60 -
5-7 差異沉陷評估結果 - 67 -
第六章 結論與建議 - 69 -
6-1 結論 - 69 -
6-2 建議 - 70 -
參考文獻 - 71 -
附錄A 1
附錄B 9
附錄C 11
附錄D 16
附錄E 18
附錄F 24
附錄G 31

圖目錄
圖1.1 研究流程圖 - 3 -
圖2.1 詳細評估方法之架構圖 - 5 -
圖2.2 柱的軸力彎矩互制曲線、與 法概念示意圖 - 9 -
圖2.3 鋼筋混凝土梁、柱斷面圖 - 10 -
圖2.4 鋼筋混凝土斷面之應力及應變圖 - 11 -
圖2.5 剪力破壞時構材承擔之剪力與韌性比 - 14 -
圖2.6 未達韌性容量 前已發生剪力破壞 - 14 -
圖2.7 韌性容量達 ,尚未發生剪力破壞 - 15 -
圖3.1 耐震能力評估流程圖 - 20 -
圖3.2 梁塑鉸曲線 - 22 -
圖3.3 柱塑鉸曲線 - 22 -
圖3.4 剪力破壞 - 23 -
圖3.5 塑鉸未完全發揮之破壞 - 24 -
圖3.6 塑鉸完全發揮之破壞 - 24 -
圖3.7 各式磚牆砌法之臨界破裂角 - 27 -
圖3.8 磚牆沿紅磚灰縫產生之對角破壞路徑圖 - 28 -
圖3.9 磚牆等值斜撐變位模型圖 - 31 -
圖3.10 磚牆等值斜撐寬度係數 與高寬比關係 - 31 -
圖3.11 磚牆斜撐塑鉸曲線 - 33 -
圖3.12 遲滯能ED計算示意圖(I) - 35 -
圖3.12 遲滯能ED計算示意圖(II) - 35 -
圖4.1 構架試體圖 - 38 -
圖4.2 構架試驗結果 - 38 -
圖4.3 OF1、OF3水平載重-位移圖 - 39 -
圖4.4 磚牆試驗曲線與預測值之比較 - 41 -
圖4.5 花蓮縣新城國中外觀照片 - 42 -
圖4.6 屋頂及2F結構平面圖 - 43 -
圖4.8 長向A構架斷面尺寸及配筋圖 - 44 -
圖4.9 長向B、D構架斷面尺寸及配筋圖 - 44 -
圖4.10 柱承受之靜重軸力 - 46 -
圖4.11 屋頂層與2F側向力分布 - 46 -
圖4.12 推覆載重位移曲 - 46 -
圖4.13 ETABS推覆位移與試驗位移比較曲線(考慮靜載重) - 47 -
圖4.14 構架「D」ETABS推覆塑鉸分析結果(考慮靜載重) - 48 -
圖4.15 ETABS推覆ADRS曲線(考慮靜載重) - 49 -
圖5.1 薈萃樓結構模擬情形 - 50 -
圖5.2 之安館結構模擬情形 - 51 -
圖5.3 薈萃樓柱線編號及梁線編號 - 51 -
圖5.4 之安館柱線編號及梁線編號 - 52 -
圖5.5 薈萃、之安土壤選取孔位 - 52 -
圖5.6 原地表挖填情形 - 53 -
圖5.7 薈萃樓ETABS推覆ADRS曲線 - 54 -
圖5.8 之安館ETABS推覆ADRS曲線 - 55 -
圖5.9 薈萃樓沉陷變化量(A向) - 56 -
圖5.9 薈萃樓沉陷變化量(B向) - 56 -
圖5.10 之安館沉陷變化量(A向) - 56 -
圖5.10 之安館沉陷變化量(B向) - 57 -
圖5.11 薈萃樓、之安館建築物位移量測點 - 57 -
圖5.12 薈萃樓沉陷量變化情形 - 58 -
圖5.13 薈萃樓沉陷量預測曲線 - 58 -
圖5.14 薈萃樓差異沉陷量預測曲線 - 59 -
圖5.15 之安館沉陷量變化情形 - 59 -
圖5.16 之安館沉陷量預測曲線 - 60 -
圖5.17 之安館差異沉陷量預測曲線 - 60 -
圖5.18 薈萃樓差異沉陷模擬 - 61 -
圖5.19 薈萃樓差異沉陷模擬正視圖 - 61 -
圖5.20 薈萃樓差異沉陷模擬側視圖 - 62 -
圖5.21 薈萃樓鳥瞰變位(屋頂) - 62 -
圖5.23 薈萃樓3F-B52受力情形 - 63 -
圖5.24 薈萃樓塑鉸設定 - 63 -
圖5.25 薈萃樓裂縫分佈位置(三樓) - 64 -
圖5.26 之安館差異沉陷模擬 - 64 -
圖5.27 之安館差異沉陷模擬正視圖 - 65 -
圖5.28 之安館差異沉陷模擬側視圖 - 65 -
圖5.29 之安館鳥瞰變位(屋頂) - 65 -
圖5.30 之安館差異沉陷彎矩圖 - 66 -
圖5.31 之安館2F-B78受力情形 - 66 -
圖5.32 之安館塑鉸設定 - 67 -
圖5.33 之安館裂縫分佈位置(三樓) - 67 -
圖5.34 差異沉陷耐震能力比較 - 68 -
參考文獻

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