臺灣博碩士論文加值系統

學校建築在全國之分布密集，所佔之空間廣闊，應該在防救災體系中扮演地區性防救災中心的角色，所以其土木結構之安全性非常重要，故其設計地震力更較一般建築物高出百分之二十五。但是，在最近的幾次大地震中，學校建築所受到的損壞卻比一般的建築物來的嚴重。所以為了讓此一悲劇不再重複上演，如何正確地評估建築物的耐震能力，並對其耐震能力不足之處加以修復補強，使建築物之耐震能力提昇，減少大地震來襲時的損傷，都是本研究的目的。
所謂的耐震能力，係指在地震來襲時，利用建築物之強度與韌性，使建築物產生崩塌之地表加速度 。本文的建築物耐震能力評估，將以結構物各桿件之實際尺寸、材料性質及斷面配筋，進行分析。其中，靜力耐震能力評估方法，是根據各桿件之強度、韌性與破壞模式求得樓層的極限剪力強度與韌性容量，進行耐震能力評估。而動力耐震能力評估方法，則是將各桿件強度與變形之關係加以疊加，得到各樓層之剪力強度與側位移之關係曲線，並將之模擬為雙線性系統，進行地震歷時分析，而得到其耐震能力。
本文除了對在最近數次地震中受損嚴重的中小學校舍進行耐震能力評估外，並針對其耐震能力不足之處，提供結構物耐震補強的方法與建議，如增設混凝土剪力牆、劃設柱與窗台間之隔離縫及柱之包覆鋼板補強等工法，進而分析比較其優劣，提供未來學校建築物耐震補強工作的參考。

School buildings are not only the places for education, but also the refuges after earthquakes. Because school buildings play the important role in this respect, the seismic design code is more rigorous for them than for other buildings. Although so, the damage of school buildings after earthquakes is still much more serious than other buildings. For this reason, how to evaluate the seismic capacity of buildings correctly, and how to enhance the insufficient seismic capacity of buildings to reduce the damage after earthquakes, are the goal in this study.
The seismic capacity of buildings stems from the strength and ductility to withstand earthquakes, and the seismic capacity, , is the ground acceleration which causes buildings collapse when earthquakes occur. The seismic capacity evaluation in this study makes use of the member dimensions and properties of the buildings to get the strength, ductility, and failure mode of elements. According to them, we can calculate structural ultimate strength and ductility to make static evaluation for buildings. In the other way, we take advantage of force-deformation relation of buildings and seismic time- history analysis to make dynamic evaluation for buildings.
In addition to this, we take some school buildings for example to evaluate the seismic capacity. In accordance with the insufficiency of seismic capacity, we also make several plans to enhance the seismic capacity and compare the plans to provide suggestions for strengthening design.

第一章 導 論
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 5
1.3 研究內容 6
第二章 建築物耐震設計與分析
2.1 靜力分析方法 8
2.1.1 最小設計水平總橫力 8
2.1.2 震區水平加速度係數 9
2.1.3 用途係數 9
2.1.4 工址正規化水平加速度反應譜 10
2.1.4.1 地盤種類 10
2.1.4.2 建築物基本振動周期 11
2.1.5 起始降伏地震力放大係數 12
2.1.6 結構系統地震力折減係數 13
2.1.7 避免中度地震降伏之設計地震力 14
2.1.8 地震力之豎向分配 15
2.1.9 建築物之地下部分設計水平地震力 15
2.1.10 意外扭矩 16
2.1.11 極限層剪力強度之檢核 16
2.2 動力分析方法 17
2.2.1 設計地表加速度 17
2.2.2 總橫力之調整 18
2.2.3 多振態反應譜疊加 18
2.2.4 動態扭矩 19
第三章 建築物耐震能力之靜力評估方法
3.1 前言 20
3.2 評估流程 20
3.3 建築物彈性地震分析 21
3.4 樑柱構材行為之模擬 22
3.4.1 樑柱斷面降伏時之彎矩強度 22
3.4.2 樑柱斷面之剪力強度 23
3.4.3 韌性容量之修正 24
3.4.4 決定單根梁、柱破壞模式與韌性比 26
3.5 磚牆行為之模擬 28
3.5.1 磚牆之劈裂強度 28
3.5.2 磚牆之有效寬度 29
3.5.3 磚牆之水平極限剪力 29
3.5.4 磚牆之水平極限位移 30
3.5.5 磚牆之等值斜撐面積 31
3.6 剪力牆行為之模擬 32
3.7 構件破壞模式分析 33
3.7.1節點樑柱破壞模式與承擔之剪力及韌性 33
3.7.2含磚牆構架破壞模式與承擔之剪力及韌性 35
3.7.3含剪力牆破壞模式與承擔之剪力及韌性 37
3.8 建築物之耐震能力 39
3.8.1各半層之降伏地表加速度 39
3.8.2各半層結構系統地震力折減係數 40
3.8.3各半層之崩塌地表加速度 41
3.8.4結構物之耐震能力 42
3.9 耐震能力不足之標準 42
第四章 建築物耐震能力之動力評估方法
4.1 前言 44
4.2 歷時分析方法概述 45
4.3 振動模型 46
4.4 恢復力模型 47
4.5 層勁度的計算 47
4.6 結構系統運動方程式 49
4.6.1 基本運動方程式之建立 49
4.6.2 非線性多自由度系統運動方程式 50
4.6.3 結構系統之勁度矩陣 51
4.6.4 結構系統之阻尼矩陣 52
4.7 非線性運動方程式之求解 53
4.8 結構物的韌性 56
第五章 學校建築物耐震修復補強技術與方案建議
5.1 前言 57
5.2 建築物耐震修復補強流程 58
5.3 鋼筋混凝土建築物修復工法 59
5.4 鋼筋混凝土建築物補強工法 60
5.5 學校建築物補強方案建議 62
5.5.1 劃設柱與窗台間之隔離縫 62
5.5.2 增設混凝土剪力牆 63
5.5.2.1 增設剪力牆之功用 63
5.5.2.2 增設剪力牆之施工流程 64
5.5.3 柱之鋼板包覆補強 65
5.5.3.1 柱之鋼板包覆補強概述 66
5.5.3.2 柱之鋼板包覆補強設計 66
5.5.3.2.1 韌性補強設計原理 67
5.5.3.2.2 剪力強度補強設計原理 69
5.5.3.3 柱之鋼板包覆補強施工流程 73
5.6 修復與補強工程成本概估 74
5.6.1 基本單價 75
5.6.2 工項工料分析 75
第六章 學校建築耐震能力評估與補強實例分析
6.1 學校建築結構概述 76
6.2 實例分析流程 76
6.3 實例一：嘉義縣民雄農工實習工廠 78
6.3.1 建築概要 78
6.3.2 建築物靜力耐震能力評估 79
6.3.3 建築物動力耐震能力評估 82
6.3.4 建築物耐震補強方案與耐震能力改善成果 82
6.4 實例二：台南市後甲國中群育樓 85
6.4.1 建築概要 85
6.4.2 建築物靜力耐震能力評估 86
6.4.3 建築物動力耐震能力評估 88
6.4.4 建築物耐震補強方案與耐震能力改善成果 89
6.5 實例三：台北市國中之典型校舍結構 91
6.5.1 建築概要 91
6.5.2 建築物靜力耐震能力評估 92
6.5.3 建築物動力耐震能力評估 95
6.5.4 建築物耐震補強方案與耐震能力改善成果 95
6.6 結論 98
6.6.1 學校建築耐震能力不足之原因 98
6.6.2 二主軸方向耐震能力差異之原因 99
6.6.3 靜力評估法與動力評估法之差異 100
6.6.4 各類補強方案之比較 101
第七章 結論與展望
7.1 結論 103
7.2 展望 105
參考文獻 108
附表 113
附圖 166

[1] 內政部營建署、建築研究所，”建築技術規則”，營建雜誌社，民國86年5月。
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