臺灣博碩士論文加值系統

論 文 摘 要
印尼位於環太平洋地震帶上，地震頻繁，在公元2006年5月27日清晨5點54分位於印尼中爪哇日惹省(Yogyakarta Province)的日惹市附近發生規模為6.3的大地震，造成罹難人數超過5,700人，其加強磚造造之校舍亦有嚴重毀損，本研究利用台灣過去相關經驗對其作耐震補強分析研究。
本研究以分析軟體SAP2000中之Link元素來模擬等值磚牆，並以原結構比較剛性樓版（Diaphragm）探討毀損原因及耐震能力，並對整體構架屋頂以三種不同束制類型進行補強研究。
以下為主要研究成果如下：
1.確認印尼校舍倒塌之主要原因由於屋頂未束制於結構體及磚牆之面外破壞（out-of-plane failure）嚴重導致整體結構系統不良；次要原因為構架材料及施工品管不佳。
2.有剛性屋頂樓版校舍可承受0.13g，應可承受Yogyakarta地震。
3.整體構架三種補強分析以Case6效果最佳，其耐震能力幾乎與剛性樓版（Diaphragm）相同。

ABSTRACT
Indonisia resides on the Pacific Rim and is prone to seismic activity. On May, 27, 2007 a major earthquake of Ritcher Scale 6.3 strikes Yogyakarta Province and causes 5700 fatality. Many reinforced brick school buildings in that area are found to suffer severe damage, this study intend to implement seismic assessment and mitigation investigation on those building based on the previous research results on similar structure at Taiwan.

This study models the brick wall system with the nonlinear link element in SAP2000. The original structure and the same structure with rigid diaphragm are investigated to assess the causes of damage and the maximum seismic resistance capacity of these structures. Finally, three different types of modified structure are adopted for mitigation study.

The major results are:

1.The major cause of the collapse is the improper structure system with the roof system and wall unconstrained. The minor cause is the insufficient strength of the construction material.
2.With rigid diaphragm, the original structure should be able to survive the earthquake up to 0.13g PGA.
3.The case 6 mitigated with anchored roof and bracing has similar earthquake resistance capacity as the rigid diaphragm case, and is the best mitigation choice of the three cases.

目 錄
摘 要 I
ABSTRACT III
誌 謝 IV
目 錄 V
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 研究方法及內容 2
1.3.1 研究方法 2
1.3.2 研究內容 2
1.4 文獻回顧 3
第二章 分析方法與模型 10
2.1 前言 10
2.1.1 整體構架配置介紹 10
2.1.2 基本假設 13
2.1.3 梁柱構件之模擬 14
2.1.4 受圍束磚牆之模擬 18
2.1.5 塑性鉸之模擬 22
2.1.6 整體構架分析模式 23
2.2 分析軟體SAP2000之介紹 24
2.2.1 基本參數定義 24
2.2.2 分析類型 27
第三章 印尼校舍之分析 29
3.1 前言 29
3.1.1 整體結構之耐震分析 29
3.1.2 損壞指標 30
3.2 非線性靜力分析 32
3.2.1 整體結構Case1之分析 33
3.2.2 整體結構Case2之分析 34
3.2.3 結論 36
3.3 非線性動力歷時分析 38
3.3.1 整體結構使用EL Centro歷時分析 39
3.3.2 整體結構Case2之分析 39
3.3.3 整體結構Case3之分析 40
3.3.4 結論 42
3.4 綜合討論 44
第四章 改善後結構之分析 47
4.1 前言 47
4.2 現有整體構架配置之影響 47
4.3整體結構CASE4之分析 48
4.4整體結構CASE5之分析 50
4.5整體結構CASE6之分析 52
4.6 結論 54
4.6.1 小結 56
第五章 結論與建議 58
5.1 結論與研究成果 58
5.2 建議 59
參考文獻 61
作者簡介 130

圖表索引
圖1.1.1 印尼與周圍亞洲國家相關位置(圖中藍色圓圈區域為受災嚴重區) 68
圖2.1.1 印尼校舍配置上視配置圖 68
圖2.1.2 印尼校舍配置長向側視示意圖(開門向) 69
圖2.1.3 印尼校舍配置長向側視示意圖(非開門向) 69
圖2.1.4 印尼校舍配置長向側視基礎配置圖 70
圖2.1.5 印尼校舍配置短向側視示意圖 70
圖2.1.6 印尼校舍配置短向側視基礎配置圖 71
圖2.1.7 印尼校舍屋頂元件配置示意圖 71
圖2.1.8 印尼校舍屋頂A元件配置圖 72
圖2.1.9 印尼校舍屋頂B元件配置圖 72
圖2.1.10 印尼校舍窗戶元件配置示意圖 73
圖2.1.11 印尼校舍配置門元件示意圖 73
圖2.1.12 印尼校舍配置短向通氣孔元件示意圖 74
圖2.1.13 印尼校舍配置內基礎元件示意圖 74
圖2.1.14 印尼校舍配置外基礎元件示意圖 75
圖2.1.15 印尼校舍中央配置載重型式示意圖 75
圖2.1.16 印尼校舍邊側配置載重型式示意圖 76
圖2.1.17 印尼校舍配置質量（MASS）載重型式示意圖 76
圖2.1.18 構件剛性域示意圖 77
圖2.1.19 模擬磚牆之等值桁架模式示意圖 77
圖2.1.20 模擬磚牆之受力行為示意圖 78
圖2.1.21 含磚牆結構之分析模式示意圖 78
圖2.1.22 等值斜撐桿件之材料性質示意圖 79
圖2.1.23 一般磚牆內力模擬示意圖 79
圖2.1.24 考慮磚牆在動力分析下示意圖 80
圖2.1.25 TAKEDA三線型模式之遲滯迴圈 80
圖2.1.26 SAP2000預設塑鉸性質之軸力破壞類型示意圖 81
圖2.1.27 SAP2000預設塑鉸性質之柱P-M CURVE破壞類型示意圖 81
圖2.1.28 SAP2000預設塑鉸性質之剪力破壞類型示意圖 82
圖2.1.29 SAP2000軟體以顏色區分塑鉸變化程度示意圖 82
圖2.1.30 整體校舍構架塑鉸配置示意圖 83
圖2.1.31 整體結構CASE1配置示意圖 83
圖2.1.32 整體結構CASE2配置示意圖 84
圖2.1.33 整體結構CASE4配置示意圖 84
圖2.1.34 整體結構CASE5配置示意圖 85
圖2.1.35 整體結構CASE6配置示意圖 85
圖 3.1.1 印尼校舍地震災後倒塌現況（1） 86
圖 3.1.2 印尼校舍地震災後倒塌現況（2） 86
圖 3.1.3 印尼校舍地震災後倒塌現況（3） 87
圖3.1.4 印尼校舍地震災後倒塌現況（4） 87
圖3.1.5 印尼校舍地震災後倒塌現況（5） 88
圖3.1.6 印尼校舍地震災後倒塌現況（6） 88
圖3.1.7 印尼校舍地震災後倒塌現況（7） 89
圖3.1.8 印尼校舍地震災後倒塌現況（8） 89
圖3.1.9 印尼校舍地震災後倒塌現況（9） 90
圖3.1.10 印尼校舍地震災後倒塌現況（10） 90
圖3.1.11 印尼校舍地震災後倒塌現況（11） 91
圖3.1.12 印尼校舍地震災後倒塌現況（12） 91
圖3.1.13 印尼校舍地震災後倒塌現況（13） 92
圖3.1.14 印尼校舍地震災後倒塌現況（14） 92
圖3.1.15 印尼校舍地震災後倒塌現況（15） 93
圖3.1.16 SEISMIC ZONES FOR STRUCTURAL DESIGN LOADINGS, 93
圖3.1.17 SEISMIC MAP OF INDONESIA, SNI-2002 94
圖3.1.18 SEISMIC RESPONSE COEFFICIENT, SNI-2002 94
圖 3.2.1 CASE1 X方向側推分析塑鉸分佈圖 95
圖 3.2.2 CASE1 Y方向側推分析塑鉸分佈圖 95
圖 3.2.3 CASE2 X方向側推分析塑鉸分佈圖 96
圖 3.2.4 CASE2 Y方向側推分析塑鉸分佈圖 96
圖 3.2.5 CASE3 X方向側推分析塑鉸分佈圖 97
圖 3.2.6 CASE3 Y方向側推分析塑鉸分佈圖 97
圖3.2.7 CASE1、CASE2、CASE3 X方向側推分析比較圖 98
圖 3.2.8 CASE1、CASE2、CASE3 Y方向側推分析比較圖 98
圖3.3.1 EL CENTRO地震歷時紀錄 99
圖 3.3.2 EL CENTRO地震反應譜 SD（Ξ＝0.05） 99
圖 3.3.3 EL CENTRO地震反應譜 SV（Ξ＝0.05） 100
圖 3.3.4 EL CENTRO地震反應譜 SA（Ξ＝0.05） 100
圖 3.3.5 CASE2 X方向0.2G動力分析塑鉸分佈圖 101
圖 3.3.6 CASE2 Y方向0.2G動力分析塑鉸分佈圖 101
圖 3.3.7 CASE3 X方向0.2G動力分析塑鉸分佈圖 102
圖3.3.8 CASE2、CASE3 X方向0.2G動力分析比較圖 102
圖 3.3.9 CASE2、CASE3 Y方向0.2G動力分析比較圖 103
圖3.3.10 CASE2、CASE3 X方向0.05G、0.1G、0.2G、0.319G動力分析比較圖 103
圖 3.3.11 CASE2、CASE3 Y方向0.05G、0.2G、0.319G、0.4G、0.6G、0.8G動力分析比較圖 104
圖 4.2.1 CASE4 X方向側推分析塑鉸分佈圖 104
圖 4.2.2 CASE4 Y方向側推分析塑鉸分佈圖 105
圖 4.2.3 CASE5 X方向側推分析塑鉸分佈圖 105
圖 4.2.4 CASE5 Y方向側推分析塑鉸分佈圖 106
圖 4.2.5 CASE6 X方向側推分析塑鉸分佈 106
圖 4.2.6 CASE6 Y方向側推分析塑鉸分佈圖 107
圖 4.2.7 CASE4 X方向0.2G動力分析塑鉸分佈圖 107
圖 4.2.8 CASE4 Y方向0.2G動力分析塑鉸分佈圖 108
圖 4.2.9 CASE5 X方向0.2G動力分析塑鉸分佈圖 108
圖 4.2.10 CASE6 X方向0.2G動力分析塑鉸分佈圖 109
圖 4.6.1 CASE2、CASE3、CASE4 X方向0.05G、0.1G、0.2G、0.319G動力分析比較圖 109
圖 4.6.2 CASE2、CASE3、CASE4 Y方向0.2G、0.319G、0.4G、0.6G、0.8G動力分析比較圖 110
圖 4.6.3 CASE2、CASE3、CASE5 X方向0.05G、0.1G、0.2G、0.319G動力分析比較圖 110
圖 4.6.4 CASE2、CASE3、CASE5 Y方向0.2G、0.319G、0.4G、0.6G、0.8G動力分析比較圖 111
圖 4.6.5 CASE2、CASE3、CASE6 X方向0.05G、0.1G、0.2G、0.319G動力分析比較圖 111
圖 4.6.6 CASE2、CASE3、CASE6 Y方向0.2G、0.319G、0.4G、0.6G、0.8G動力分析比較圖 112
表2.1.1 構架中央載重加載表 112
表2.1.2 構架邊側載重加載表 113
表2.1.3 1/2柱高以上磚牆之載重質量表 113
表2.1.4 整體校舍總重表 114
表2.1.5 整體構架樑、柱之參數表 114
表2.1.6 整體構架分析型式 114
表3.2.1 CASE1型式週期表 114
表3.2.2 CASE1型式側推分析表 115
表3.2.3 等值斜撐之計算表 115
表3.2.4 CASE2型式週期表 115
表3.2.5 CASE2型式側推分析表 115
表3.2.6 CASE3型式週期表 116
表3.2.7 CASE3型式側推分析表 116
表3.2.8 CASE1、CASE2、 CASE3 X方向三種剪力、位移比較表 116
表3.2.9 CASE1、CASE2、 CASE3 Y方向三種剪力、位移比較表 117
表3.2.10 CASE1、CASE2、 CASE3 當在X方向樑柱產生塑鉸時之剪力與極限剪力比較表 117
表3.2.11 CASE1、CASE2、 CASE3 當在Y方向樑柱產生塑鉸時之剪力與極限剪力比較表 118
表3.2.12 整體架構CASE1、CASE2、 CASE3 X方向位移改善比較表 118
表3.2.13 整體架構CASE1、CASE2、 CASE3 Y方向位移改善比較表 118
表3.3.1 CASE2型式X方向動力分析表 119
表3.3.2 CASE2型式Y方向動力分析表 119
表3.3.3 CASE3型式X方向動力分析表 120
表3.3.4 CASE3型式Y方向動力分析表 120
表4.3.1 CASE4型式週期表 121
表4.3.2 CASE4型式側推分析表 121
表4.3.3 CASE4型式X方向動力分析表 121
表4.3.4 CASE4型式Y方向動力分析表 122
表4.3.5 CASE4、CASE5、CASE6 X方向屋頂架與斜撐內力表 122
表4.3.6 CASE4、CASE5、CASE6 Y方向屋頂架與斜撐內力表 123
表4.4.1 CASE5型式週期表 123
表4.4.2 CASE5型式側推分析表 124
表4.4.3 CASE5型式X方向動力分析表 124
表4.4.4 CASE5型式Y方向動力分析表 124
表4.5.1 CASE6型式週期表 125
表4.5.2 CASE6型式側推分析表 125
表4.5.3 CASE6型式X方向動力分析表 125
表4.5.4 CASE6型式Y方向動力分析表 126
表4.6.1 CASE2、CASE3、CASE4、CASE5、CASE6 X方向三種剪力、位移比較表 126
表4.6.2 CASE2、CASE3、CASE4、CASE5、CASE6 Y方向三種剪力、位移比較表 127
表4.6.3 CASE2、CASE3、CASE4、CASE5、CASE6當在X方向樑柱產生塑鉸時之剪力與極限剪力比較表 127
表4.6.4 CASE2、CASE3、CASE4、CASE5、CASE6當在Y方向樑柱產生塑鉸時之剪力與極限剪力比較表 128
表4.6.5 整體架構CASE2、CASE3、 CASE4、CASE5、CASE6 X方向位移改善比較表 128
表4.6.6 整體架構CASE2、CASE3、 CASE4、CASE5、CASE6 Y方向位移改善比較表 129

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