臺灣博碩士論文加值系統

本文採用內政部建築研究所推廣也是目前業界最常用的鋼筋混凝土耐震能力詳細評估方法（強度韌性法），依據國內現行耐震設計規範相關規定，針對五層樓以下之低矮樓層具規則性鋼筋混凝土建築物，分別採用3.0m、4.0m、4.5m及6.0m四種不同跨徑數，評估和分析建築物耐震能力並探討其差異性。

傳統建築物以其強度與韌性來抵抗地震，所謂建築物耐震能力，係指在地震力作用下地表加速度增大，當其大到建築物強度與韌性用盡而破壞時，其所對應的崩塌地表加速度即為該建築物之耐震能力。本文模擬之建築物構架，分別為空構架與短向填充1B磚隔間牆構架，其中磚牆部分模擬為等值斜撐，採用ETABS軟體進行結構構件內力分析，配合強度韌性法的耐震詳評結果，利用最小二乘法建立鋼筋混凝土建築物於相同樓層數，採不同跨徑分析之函數曲線，期能以快速簡便之方式獲得結構物的耐震能力Ac值，供使用者初步檢核或參考。

目 錄
摘要 -------------------------------------------------------------------------------- Ⅰ
Abstract ----------------------------------------------------------------------------- Ⅱ
謝誌 -------------------------------------------------------------------------------- Ⅲ
目錄 -------------------------------------------------------------------------------- Ⅳ
表目錄 ----------------------------------------------------------------------------- Ⅵ
圖目錄 ----------------------------------------------------------------------------- Ⅶ
第一章 緒論 ---------------------------------------------------------------------- 1
1.1 研究動機---------------------------------------------------------------- 1
1.2 研究目的---------------------------------------------------------------- 2
1.3 研究方法與內容------------------------------------------------------- 3
第二章 耐震能力詳細評估依據 ---------------------------------------------- 5
2.1 文獻回顧 --------------------------------------------------------------- 5
2.2 設計地震力規範 ------------------------------------------------------ 6
2.2.1 最小設計水平總橫力 ----------------------------------------- 7
2.2.2 一般工址之震區短週期與一秒週期水平譜加速度係數--- 8
2.2.3 工址短週期與一秒週期水平譜加速度係數 -------------- 9
2.2.4 工址設計水平譜加速度係數 -------------------------------- 10
2.2.5 用途係數 -------------------------------------------------------- 12
2.2.6 起始降伏地震力放大倍數與結構系統地震力折減係數--- 13
2.2.7 避免中小度地震降伏之設計地震力------------------------- 15
2.2.8 地震力之豎向分配 -------------------------------------------- 16
2.2.9 結構之模擬 ----------------------------------------------------- 16
2.2.10 意外扭矩 -------------------------------------------------------- 17
2.2.11 層間相對側向位移---------------------------------------------- 18
2.2.12 垂直地震力------------------------------------------------------- 18
2.3 強度韌性法之建築物耐震能力詳細評估------------------------- 18
2.3.1 詳細評估法之目的---------------------------------------------- 18
2.3.2 詳細評估法之架構 -------------------------------------------- 19
2.3.3 建築物彈性地震分析 ----------------------------------------- 20
2.3.4 構材破壞模式與韌性比分析 -------------------------------- 22
2.3.4.1 梁、柱斷面降伏時之彎矩強度------------------------- 22
2.3.4.2 梁、柱斷面之剪力強度 --------------------------------- 23
2.3.4.3 韌性容量之修正------------------------------------------- 24
2.3.4.4 決定單根梁、柱破壞模式與韌性比------------------- 26
2.3.5 節點強度比較、柱承擔剪力與韌性------------------------- 27
2.3.6 各半層之降伏地表加速度------------------------------------- 29
2.3.7 結構系統地震力折減係數------------------------------------- 30
2.3.8 各半層之耐震能力AC ----------------------------------------- 30
2.3.9 含磚牆構架之耐震能力評估--------------------------------- 32
2.3.9.1 磚牆行為之模擬 ------------------------------------------ 32
2.3.9.2 含磚牆構架耐震能力計算 ------------------------------ 33
第三章 耐震能力詳細評估程式介紹 ---------------------------------------- 36
3.1 ETABS程式介紹 ------------------------------------------------------ 36
3.1.1 簡介---------------------------------------------------------------- 36
3.1.2 ETABS構架------------------------------------------------------ 36
3.1.3 ETABS樓層隔板------------------------------------------------ 37
3.1.4 ETABS參考座標系--------------------------------------------- 37
3.1.4.1 整體參考點及參考軸------------------------------------- 37
3.1.4.2 構架參考點及參考軸------------------------------------- 38
3.1.5 構架位置資料---------------------------------------------------- 38
3.1.6 載重類型及載重組合------------------------------------------- 38
3.1.7 剛性域------------------------------------------------------------- 39
3.1.8 P-Delte效應------------------------------------------------------ 39
3.1.9 勁度中心及累積質量中心------------------------------------- 40
3.1.10 斜撐構架系統---------------------------------------------------- 41
3.1.11 ETABS輸入資料檔---------------------------------------------- 41
3.1.12 ETABS輸出資料檔---------------------------------------------- 41
3.2 強度韌性法耐震詳評程式介紹------------------------------------- 42
3.2.1 程式計算流程---------------------------------------------------- 42
3.2.2 主、副程式之功能---------------------------------------------- 45
3.2.3 輸入檔內容------------------------------------------------------- 49
3.2.4 輸出檔說明------------------------------------------------------- 51
第四章 不同跨距鋼筋混凝土構造耐震能力分析-------------------------- 52
4.1 案例說明---------------------------------------------------------------- 52
4.2 地震力及磚牆等值斜撐之計算------------------------------------- 52
4.3 案例分析---------------------------------------------------------------- 55
4.4 不同跨距耐震詳評成果探討---------------------------------------- 71
4.5 成果驗證---------------------------------------------------------------- 82
第五章 結論與建議------------------------------------------------------------- 87
5.1 結論---------------------------------------------------------------------- 87
5.2 建議---------------------------------------------------------------------- 88
參考文獻---------------------------------------------------------------------------- 90
作者簡介---------------------------------------------------------------------------- 171

表目錄
表1-1 921大地震後不同樓層建築物受損統計表------------------------ 158
表1-2 921大地震後不同樓層建築物受損百分比------------------------ 158
表2-1 震區短週期與一秒週期之設計水平譜加速度係數 與 ----
159
表2-2(a)短週期結構之工址放大係數Fa ------------------------------------ 168
表2-2(b)長週期結構之工址放大係數Fv ------------------------------------ 168
表2-3 地盤分類表------------------------------------------------------------- 168
表2-4 一般工址或近斷層區域之工址設計水平譜加速度係數SaD -- 168
表2-5 週期上限係數CU ----------------------------------------------------- 169
表2-6 結構系統韌性容量R ------------------------------------------------- 169
表4-1（a）跨徑3.0m-X向耐震能力比較表------------------------------------ 57
表4-1（b）跨徑3.0m-Y向耐震能力比較表------------------------------------ 59
表4-1（c）跨徑4.0m-X向耐震能力比較表------------------------------------ 61
表4-1（d）跨徑4.0m-Y向耐震能力比較表------------------------------------ 63
表4-1（e）跨徑4.5m-X向耐震能力比較表------------------------------------ 65
表4-1（f）跨徑4.5m-Y向耐震能力比較表------------------------------------ 66
表4-1（g）跨徑6.0m-X向耐震能力比較表------------------------------------ 69
表4-1（h）跨徑6.0m-Y向耐震能力比較表------------------------------------ 70
表4-2（a）二層樓不同跨徑-X向耐震能力比較表--------------------------- 72
表4-2（b）二層樓不同跨徑-Y向耐震能力比較表--------------------------- 73
表4-2（c）三層樓不同跨徑-X向耐震能力比較表--------------------------- 74
表4-2（d）三層樓不同跨徑-Y向耐震能力比較表--------------------------- 75
表4-2（e）四層樓不同跨徑-X向耐震能力比較表--------------------------- 77
表4-2（f）四層樓不同跨徑-Y向耐震能力比較表--------------------------- 78
表4-2（g）五層樓不同跨徑-X向耐震能力比較表--------------------------- 80
表4-2（h）五層樓不同跨徑-Y向耐震能力比較表--------------------------- 81
表4-3（a）跨徑5.0m-X向耐震能力比較表----------------------------------- 83
表4-3（b）跨徑5.0m-Y向耐震能力比較表----------------------------------- 85
表4-4（a）X向線性迴歸方程式與跨徑5.0m之耐震能力比較表---------- 85
表4-4（b）Y向線性迴歸方程式與跨徑5.0m之耐震能力比較表---------- 86

圖目錄
圖2-1 工址短週期設計水平譜加速度係數 分布圖---------------------
93
圖2-2 工址一秒週期設計水平譜加速度係數 分布圖------------------
94
圖2-3 彈性系統與彈塑性系統之位移 (位移相等法則) ---------------- 95
圖2-4 彈性系統與彈塑性系統之位移 (能量相等法則) ---------------- 95
圖2-5 計算結構系統地震力折減係數四個週期範圍---------------------- 95
圖2-6 詳細評估法之構架圖---------------------------------------------------- 96
圖2-7 柱軸力-彎矩交互影響曲線圖----------------------------------------- 97
圖2-8 鋼筋混凝土梁、柱斷面圖----------------------------------------------- 97
圖2-9 鋼筋混凝土斷面之應力及應變圖------------------------------------- 98
圖2-10 剪力破壞時構材承擔之剪力與韌性比----------------------------- 98
圖2-11 未達韌性容量之剪力破壞時構材承擔之剪力與韌性比-------- 99
圖2-12 達韌性容量構材承擔之剪力與韌性比----------------------------- 99
圖3-1（a）梁之剛性域----------------------------------------------------------- 100
圖3-1（b）柱之剛性域--立面圖----------------------------------------------- 100
圖3-1（c）柱之剛性域—平面圖----------------------------------------------- 101
圖3-2 P-Delte效應-------------------------------------------------------------- 101
圖3-3（a）x型斜撐立面圖------------------------------------------------------ 102
圖3-3（b）偏心斜撐立面圖----------------------------------------------------- 102
圖3-4 (a)程式計算流程圖------------------------------------------------------ 103
圖3-4 (b)程式計算流程圖------------------------------------------------------ 104
圖3-4 (c)程式計算流程圖------------------------------------------------------ 105
圖3-4 (d)程式計算流程圖------------------------------------------------------ 106
圖3-4 (e)程式計算流程圖------------------------------------------------------ 107
圖3-4 (f)程式計算流程圖------------------------------------------------------ 108
圖4-1（a）二層樓跨徑3.0m結構平、立面圖-------------------------------- 109
圖4-1（b）二層樓跨徑4.0m結構平、立面圖-------------------------------- 110
圖4-1（c）二層樓跨徑4.5m結構平、立面圖-------------------------------- 111
圖4-1（d）二層樓跨徑6.0m結構平、立面圖-------------------------------- 112
圖4-1（e）三層樓跨徑3.0m結構平、立面圖-------------------------------- 113
圖4-1（f）三層樓跨徑4.0m結構平、立面圖-------------------------------- 114
圖4-1（g）三層樓跨徑4.5m結構平、立面圖-------------------------------- 115
圖4-1（h）三層樓跨徑6.0m結構平、立面圖-------------------------------- 116
圖4-1（i）四層樓跨徑3.0m結構平、立面圖-------------------------------- 117
圖4-1（j）四層樓跨徑4.0m結構平、立面圖-------------------------------- 118
圖4-1（k）四層樓跨徑4.5m結構平、立面圖-------------------------------- 119
圖4-1（l）四層樓跨徑6.0m結構平、立面圖-------------------------------- 120
圖4-1（m）五層樓跨徑3.0m結構平、立面圖-------------------------------- 121
圖4-1（n）五層樓跨徑4.0m結構平、立面圖-------------------------------- 122
圖4-1（o）五層樓跨徑4.5m結構平、立面圖-------------------------------- 123
圖4-1（p）五層樓跨徑6.0m結構平、立面圖-------------------------------- 124
圖4-2梁、柱構材斷面尺寸及配筋圖------------------------------------------ 125
圖4-3（a）2F-跨徑3.0M之構架模型---------------------------------------- 126
圖4-3（b）2F-跨徑3.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 126
圖4-3（c）2F-跨徑3.0M之構架剪力圖------------------------------------- 126
圖4-3（d）3F-跨徑3.0M之構架模型---------------------------------------- 127
圖4-3（e）3F-跨徑3.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 127
圖4-3（f）3F-跨徑3.0M之構架剪力圖------------------------------------- 127
圖4-3（g）4F-跨徑3.0M之構架模型---------------------------------------- 128
圖4-3（h）4F-跨徑3.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 128
圖4-3（i）4F-跨徑3.0M之構架剪力圖------------------------------------- 128
圖4-3（j）5F-跨徑3.0M之構架模型---------------------------------------- 129
圖4-3（k）5F-跨徑3.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 129
圖4-3（l）5F-跨徑3.0M之構架剪力圖------------------------------------- 129
圖4-4（a）2F-跨徑4.0M之構架模型---------------------------------------- 130
圖4-4（b）2F-跨徑4.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 130
圖4-4（c）2F-跨徑4.0M之構架剪力圖------------------------------------- 130
圖4-4（d）3F-跨徑4.0M之構架模型---------------------------------------- 131
圖4-4（e）3F-跨徑4.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 131
圖4-4（f）3F-跨徑4.0M之構架剪力圖------------------------------------- 131
圖4-4（g）4F-跨徑4.0M之構架模型---------------------------------------- 132
圖4-4（h）4F-跨徑4.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 132
圖4-4（i）4F-跨徑4.0M之構架剪力圖------------------------------------- 132
圖4-4（j）5F-跨徑4.0M之構架模型---------------------------------------- 133
圖4-4（k）5F-跨徑4.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 133
圖4-4（l）5F-跨徑4.0M之構架剪力圖------------------------------------- 133
圖4-5（a）2F-跨徑4.5M之構架模型---------------------------------------- 134
圖4-5（b）2F-跨徑4.5M之構架彎矩圖------------------------------------- 134
圖4-5（c）2F-跨徑4.5M之構架剪力圖------------------------------------- 134
圖4-5（d）3F-跨徑4.5M之構架模型---------------------------------------- 135
圖4-5（e）3F-跨徑4.5M之構架彎矩圖------------------------------------- 135
圖4-5（f）3F-跨徑4.5M之構架剪力圖------------------------------------- 135
圖4-5（g）4F-跨徑4.5M之構架模型---------------------------------------- 136
圖4-5（h）4F-跨徑4.5M之構架彎矩圖------------------------------------- 136
圖4-5（i）4F-跨徑4.5M之構架剪力圖------------------------------------- 136
圖4-5（j）5F-跨徑4.5M之構架模型---------------------------------------- 137
圖4-5（k）5F-跨徑4.5M之構架彎矩圖------------------------------------- 137
圖4-5（l）5F-跨徑4.5M之構架剪力圖------------------------------------- 137
圖4-6（a）2F-跨徑6.0M之構架模型---------------------------------------- 138
圖4-6（b）2F-跨徑6.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 138
圖4-6（c）2F-跨徑6.0M之構架剪力圖------------------------------------- 138
圖4-6（d）3F-跨徑6.0M之構架模型---------------------------------------- 139
圖4-6（e）3F-跨徑6.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 139
圖4-6（f）3F-跨徑6.0M之構架剪力圖------------------------------------- 139
圖4-6（g）4F-跨徑6.0M之構架模型---------------------------------------- 140
圖4-6（h）4F-跨徑6.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 140
圖4-6（i）4F-跨徑6.0M之構架剪力圖------------------------------------- 140
圖4-6（j）5F-跨徑6.0M之構架模型---------------------------------------- 141
圖4-6（k）5F-跨徑6.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 141
圖4-6（l）5F-跨徑6.0M之構架剪力圖------------------------------------- 141
圖4-7（a）二層樓不同跨徑各半層長向崩塌加速度比較---------------- 142
圖4-7（b）二層樓不同跨徑各半層短向崩塌加速度比較---------------- 142
圖4-7（c）三層樓不同跨徑各半層長向崩塌加速度比較---------------- 143
圖4-7（d）三層樓不同跨徑各半層短向崩塌加速度比較---------------- 143
圖4-7（e）四層樓不同跨徑各半層長向崩塌加速度比較---------------- 144
圖4-7（f）四層樓不同跨徑各半層短向崩塌加速度比較---------------- 144
圖4-7（g）五層樓不同跨徑各半層長向崩塌加速度比較---------------- 145
圖4-7（h）五層樓不同跨徑各半層短向崩塌加速度比較---------------- 145

圖4-8（a）二層樓不同跨徑長向崩塌加速度迴歸分析--------------------- 146
圖4-8（b）二層樓不同跨徑短向崩塌加速度迴歸分析--------------------- 146
圖4-8（c）三層樓不同跨徑長向崩塌加速度迴歸分析--------------------- 147
圖4-8（d）三層樓不同跨徑短向崩塌加速度迴歸分析--------------------- 147
圖4-8（e）四層樓不同跨徑長向崩塌加速度迴歸分析--------------------- 148
圖4-8（f）四層樓不同跨徑短向崩塌加速度迴歸分析--------------------- 148
圖4-8（g）五層樓不同跨徑長向崩塌加速度迴歸分析--------------------- 149
圖4-8（h）五層樓不同跨徑短向崩塌加速度迴歸分析--------------------- 149
圖4-9（a）二層樓跨徑5.0m結構平、立面圖-------------------------------- 150
圖4-9（b）三層樓跨徑5.0m結構平、立面圖-------------------------------- 151
圖4-9（c）四層樓跨徑5.0m結構平、立面圖-------------------------------- 152
圖4-9（d）五層樓跨徑5.0m結構平、立面圖-------------------------------- 153
圖4-10（a）2F-跨徑5.0M之構架模型---------------------------------------- 154
圖4-10（b）2F-跨徑5.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 154
圖4-10（c）2F-跨徑5.0M之構架剪力圖------------------------------------- 154
圖4-10（d）3F-跨徑5.0M之構架模型---------------------------------------- 155
圖4-10（e）3F-跨徑5.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 155
圖4-10（f）3F-跨徑5.0M之構架剪力圖------------------------------------- 155
圖4-10（g）4F-跨徑5.0M之構架模型---------------------------------------- 156
圖4-10（h）4F-跨徑5.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 156
圖4-10（i）4F-跨徑5.0M之構架剪力圖------------------------------------- 156
圖4-10（j）5F-跨徑5.0M之構架模型---------------------------------------- 157
圖4-10（k）5F-跨徑5.0M之構架彎矩圖------------------------------------- 157
圖4-10（l）5F-跨徑5.0M之構架剪力圖------------------------------------- 157

1.內政部，「建築技術規則」，民國96年3月。
2.內政部，「建築物耐震設計規範及解說」，民國95年1月。
3.內政部建築研究所，「鋼筋混凝土建築物耐震能力評估法及推廣」，民國88年12月。
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5.內政部建築研究所，「鋼筋混凝土建築物耐震能力評估之案例示範」，民國95年12月。
6.中國土木水利工程學會，「混凝土工程設計規範與解說」﹙土木401-86﹚，民國88年9月。
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20.曾一平、吳志強，「既有鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估表之填表說明與檢討」，中華民國土木技師公會全國聯合會，民國95年7月。
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