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研究生:王丞達
研究生(外文):Cheng-Ta Wang
論文名稱:921震災後建築結構復建過程之研究分析
論文名稱(外文):Studies of Rehabilitation Process of Building Structure
指導教授:金文森金文森引用關係
指導教授(外文):Won-Sun King
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:營建工程系碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:175
中文關鍵詞:補強破壞現象鑑定拆除臨時簡易屋
外文關鍵詞:reinforcedfailure phenomenaevaluationdemolitiontemporary house
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中 文 摘 要
在九二一集集大地震中,造成許多建築結構嚴重受損。因此本文特別針對震災後建築結構復建過程加以探討,首先蒐集震災中建築結構最常發生的破壞現象。接下來除利用各種緊急鑑定評估表格,還採用SAP 2000程式分析評估建築結構之安全性,並將其分析結果與表格評估法做比較。另蒐集危險建築物之拆除方法,加以比較評估,並針對部份建議之傾斜危樓拆除方法,利用SAP 2000程式證明其可行性。在建築物之修復補強方面,蒐集相關之修復補強工法文獻,並針對其補強材料、補強效果、補強成本等特性加以評估。在本文之最後,則針對臨時簡易房屋之種類及隔熱方法加以探討,希冀藉由以上的研究及分析結果,能提供震災後建築結構復建過程處理之參考。
Abstract
There were many building structures damaged seriously during the 921 Chi-Chi earthquake. Hence, the process of rehabilitation of buildings damaged during the earthquake is analyzed in this paper. The failure phenomena of building that often occurred in earthquake are summarized at first. Several assessment forms and the SAP 2000 program are applied to evaluate and analyze the safety of building structure. The comparison between the results by SAP 2000 analysis and results by the evaluation form is done. The demolition methods of dangerous buildings are gathered and evaluated. Some demolition methods for the inclined buildings are suggested and proved by SAP 2000 program. For the repair of the damaged building, several reinforced methods are gathered. These different repair methods are evaluated with their reinforced materials, reinforced effects and reinforced costs. In the last part of this thesis, the types of temporary house and the heat insulation methods are discussed. It is expected that this studies and analyses will be helpful to the rehabilitation of the damaged building structures after earthquake.
921震災後建築結構復建過程之研究分析
總 目 錄
中文摘要I
英文摘要II
本文目錄Ⅲ
圖目錄V II
表目錄IX
相片目錄X
附件目錄X V
本 文 目 錄
第一章 地震後建築物之破壞現象1
1.1前言1
1.2 建築結構之震害現象1
1.2.1 大地災害方面1
1.2.2 結構設計方面2
1.2.3 施工品質方面3
1.2.4 材料強度方面4
第二章 震災後建築物受災程度鑑定方法6
2.1 前言6
2.2 國內外震後之建築物緊急鑑定評估6
2.2.1 國內危樓緊急鑑定現況6
2.2.2 日本危樓緊急鑑定現況7
2.2.3 美國危樓緊急鑑定現況8
2.3 震災後建築物之安全評估鑑定法8
2.3.1 表格評估法8
2.3.2 結構分析法10
2.3.3 實驗分析法11
2.3.4 評估鑑定法比較12
2.4 震後危樓鑑定實例14
2.4.1 表格評估鑑定法14
2.4.2 評估鑑定表格比較17
2.4.3 電腦分析鑑定法20
2.4.3.1 程式分析理論20
2.4.3.2 實例比較與討論21
2.4.3.3 有限元素模型之建立26
2.4.3.4 工程大樓靜力分析28
2.4.3.5 Pushover分析簡介29
2.4.3.6 Pushover 分析流程30
2.4.3.7 數值分析之結果30
2.5 結論與建議31
第三章 震災後危險建築物拆除方法34
3.1 前言34
3.2 建築物受地震破壞之拆除工法34
3.2.1 國內建築物拆除現況34
3.2.1.1 國內建築物拆除機具34
3.2.1.2 國內鋼筋混凝土建築物拆除流程35
3.2.2 國外建築物拆除現況36
3.2.2.1 國外建築物爆破拆除流程36
3.3 危樓拆除實例37
3.3.1 機械拆除法37
3.3.2 爆破拆除法38
3.4 傾斜倒塌危樓拆除之建議工法39
3.4.1 設置支撐固定後拆除法39
3.4.2 傾斜扶正後拆除法40
3.4.3 拆除工法之程式分析42
3.5 拆除工法比較42
3.6 國內危樓拆除問題探討45
3.6.1 危樓拆除作業災害案例45
3.7 拆除工程之結論及建議46
第四章 震災後建築物之修復補強48
4.1 前言48
4.2鋼筋混凝土建物之修復48
4.2.1結構裂縫修復工法48
4.3 鋼筋混凝土建物之補強49
4.3.1 結構元件補強工法49
4.3.2 結構系統改善補強工法55
4.3.3 結構系統加設消能隔減震裝置補強工法57
4.4 修復補強工法比較評估59
4.4.1 構件補強材料比較59
4.4.2 結構裂縫修復工法比較60
4.4.3 柱構件補強工法比較61
4.4.4 樑構件補強工法比較62
4.5 構件修復補強之效果63
4.5.1 構件補強材料之補強效果64
4.5.2 柱構件補強工法之補強效果65
4.5.3 樑構件補強工法之補強效果67
第五章 建造緊急臨時性簡易房屋71
5.1 前言71
5.2 國內外震災後臨時簡易屋之型式71
5.2.1 依搭建型式區分71
5.2.2 依基礎施工型式區分73
5.2.3 依室內地板面支撐型式區分75
5.3 搭建臨時性簡易屋77
5.4 臨時簡易屋隔熱方法78
5.4.1 臨時簡易屋隔熱型式78
5.5 臨時簡易屋型式綜合比較79
5.5.1 依搭建型式比較79
5.5.2 依隔熱方式比較82
5.6 臨時簡易屋衍生問題之檢討建議86
第六章 結論與建議89
6.1 結論89
6.2 建議及未來研究方向90
參考文獻……………………………………………………………………91
表 目 錄
表2-1 建築物受損狀況定義表116
表2-2 評估鑑定分級判定表116
表2-3 全倒、半倒認定標準表116
表2-4 建築物損害程度分級表117
表2-5 快速評估表標準117
表2-6 危樓評估鑑定方法比較表118
表2-7 綜合比較表119
表3-1 延時起爆參數120
表3-2 拆除工法比較表120
表3-3 傾斜危樓拆除工法比較表121
表4-1 構件補強之材料比較表122
表4-2 結構裂縫修復工法比較表123
表4-3 柱構件補強工法比較表124
表4-4 樑構件補強工法比較表125
表5-1 臨時簡易屋型式綜合比較評估表126
表5-2 隔熱方式綜合評估比較表127
圖 目 錄
圖2-1 第一階段建築物分級評估告示圖100
圖2-2 第二階段建築物分級評估告示圖100
圖2-3 日本建築物分級評估告示圖(中文翻譯)101
圖2-4 日本建築物分級評估告示圖(原文)101
圖2-5 美國建築物分級評估告示圖(中文翻譯)102
圖2-6 美國建築物分級評估告示圖(原文)103
圖2-7 工程大樓水平偏移圖104
圖2-8 工程大樓樓版沈陷示意圖104
圖2-9 二維鋼柱分析圖104
圖2-10 三維鋼柱分析圖105
圖2-11 門型鋼構架圖105
圖2-12 鋼結構空間框架圖105
圖2-13 門型RC構架試體三詳細圖106
圖2-14 門型RC構架試體四詳細圖106
圖2-15 二維鋼柱載重-位移圖107
圖2-16 三維鋼柱載重-位移圖107
圖2-17 門型鋼構架載重-位移圖107
圖2-18 空間鋼構架載重-位移圖108
圖2-19 RC門型構件載重-位移圖(1)108
圖2-20 RC門型構件載重-位移圖(2)108
圖2-21 工程大樓有限元素模型109
圖2-22 工程大樓載重-位移曲線圖(1)109
圖2-23 工程大樓載重-位移曲線圖(2)109
圖2-24 工程大樓基樁示意圖(1)110
圖2-25 工程大樓基樁示意圖(2)110
圖3-1 工程大樓拆除示意圖111
圖3-2 大陸長沙市紅旗劇院周圍環境示意圖111
圖3-3 延時起爆示意圖111
圖3-4 設置鋼骨斜撐拆除示意圖112
圖3-5 設置鋼索拆除示意圖112
圖3-6 壓力灌漿拆除示意圖112
圖3-7 排土扶正拆除示意圖113
圖3-8 炸藥爆破拆除示意圖113
圖3-9 重機械拆除示意圖113
圖3-10 未增設任何緊急支撐示意圖114
圖3-11 增設鋼骨斜撐示意圖114
圖3-12 增設鋼索及鋼骨斜撐示意圖114
圖3-13 危樓拆除分析圖115
圖5-1 臨時簡易屋搭建流程圖115
相 片 目 錄
相片1-1 建築物斷層帶影響震害情形128
相片1-2 建築物土壤液化現象影響情形128
相片1-3 建築物山崩坍方、邊坡滑動影響情形128
相片1-4 建築物軟弱底層震害情形128
相片1-5 建築物中間層破壞震害情形128
相片1-6 建築物平面不規則震害情形129
相片1-7 建築物鄰房碰撞震害情形129
相片1-8 老舊建築物震害情形129
相片1-9 建築物短柱現象震害情形129
相片1-10 建築物壁量設計不足震害情形129
相片1-11 鋼筋續接不良震害情形(1)130
相片1-12 鋼筋續接不良震害情形(2)130
相片1-13 箍筋圍紮不良震害情形(1)130
相片1-14 箍筋圍紮不良震害情形(2)130
相片1-15 維生管線配置不良震害情形131
相片1-16 鋼筋籠綁紮不良震害情形131
相片1-17 續接器不良震害情形131
相片1-18 混凝土品質不良震害情形131
相片1-19 鋼筋品質不良震害情形131
相片3-1 改良式拆除機具(1)132
相片3-2 改良式拆除機具(2)132
相片3-3 改良式拆除機具(3)132
相片3-4 傳統式拆除機具(1)132
相片3-5 傳統式拆除機具(2)132
相片3-6 傳統式拆除機具(3)132
相片3-7 傳統式拆除機具(4)133
相片3-8 國外建築物爆破拆除133
相片3-9 國內建築物拆除流程(1)133
相片3-10 國內建築物拆除流程(2)133
相片3-11 國內建築物拆除流程(3)133
相片3-12 國內建築物拆除流程(4)134
相片3-13 國內建築物拆除流程(5)134
相片3-14 國內建築物拆除流程(6)134
相片3-15 國內危樓拆除作業災害案例(1)134
相片3-16 國內危樓拆除作業災害案例(1)134
相片3-17 國內危樓拆除作業災害案例(1)134
相片4-1 裂縫灌注環氧樹脂法135
相片4-2 樹脂砂漿修復法135
相片4-3 柱圍封複合材料補強工法135
相片4-4 柱增設箍筋補強工法135
相片4-5 柱鋼鈑圍束補強工法135
相片4-6 柱加設鋼絲網補強工法135
相片4-7 柱擴大斷面積補強工法136
相片4-8 柱帶狀鋼鈑補強工法136
相片4-9 樑增設箍筋補強工法136
相片4-10 樑帶狀鋼鈑補強工法136
相片4-11 樑中央底部鋼鈑補強工法136
相片4-12 樑兩側鋼鈑補強工法136
相片4-13 樑中央底部複合材料補強工法137
相片4-14 樑擴大斷面補強工法137
相片4-15 版底部鋼鈑補強工法137
相片4-16 版頂端部鋼鈑補強工法137
相片4-17 版加厚補強工法137
相片4-18 版加設鋼小樑補強工法137
相片4-19 耐震壁補強工法138
相片4-20 格子型耐震壁補強工法138
相片4-21 鋼骨斜撐補強工法138
相片4-22 翼牆補強工法138
相片4-23 外側構架補強工法138
相片4-24 中間柱補強工法138
相片4-25 附屬鋼構架補強工法139
相片4-26 強化式加勁阻尼器補強工法139
相片4-27 斜撐加設黏彈性阻尼器補強工法139
相片4-28 鉛心橡膠支承墊補強工法139
相片4-29 主動性質塊阻尼器補強工法139
相片5-1 組合屋式簡易屋140
相片5-2 小木屋式簡易屋140
相片5-3 貨櫃屋式簡易屋140
相片5-4 鐵皮屋式簡易屋140
相片5-5 紙管屋式簡易屋140
相片5-6 帳蓬屋式簡易屋140
相片5-7 竹屋式簡易屋141
相片5-8 鋁屋式簡易屋141
相片5-9 塑鋼屋式簡易屋141
相片5-10 預鑄屋式簡易屋141
相片5-11 拖車屋式簡易屋141
相片5-12 棚車屋式簡易屋141
相片5-13 打樁型式基礎142
相片5-14 明地樑型式基礎142
相片5-15 地板型式基礎142
相片5-16 磚塊型式基礎142
相片5-17 型鋼型式基礎142
相片5-18 木材樁支撐架高型式142
相片5-19 型鋼支撐架高型式143
相片5-20 空心磚支撐架高型式143
相片5-21 不架高型式143
相片5-22 臨時簡易屋搭建流程(1)143
相片5-23 臨時簡易屋搭建流程(2)143
相片5-24 臨時簡易屋搭建流程(3)143
相片5-25 臨時簡易屋搭建流程(4)144
相片5-26 臨時簡易屋搭建流程(5)144
相片5-27 臨時簡易屋搭建流程(6)144
相片5-28 臨時簡易屋搭建流程(7)144
相片5-29 臨時簡易屋搭建流程(8)144
相片5-30 臨時簡易屋搭建流程(9)144
相片5-31 隔熱漆145
相片5-32 遮蔭網145
相片5-33 免電力空氣對流器145
相片5-34 抽風電扇145
相片5-35 自然涼風扇145
相片5-36 灑水裝置145
相片5-37 冷氣146
相片5-38 種植花草146
附 件 目 錄
附件一 九二一大地震受災區建築物危險分級評估作業規定147
附件二 震災後建築物第一階段危險分級及使用評估表148
附件三 震災後建築物第二階段危險分級及使用評估表(一)150
附件四 震災後建築物第二階段危險分級作業試算表152
附件五 鋼筋及鋼骨混凝土造建築物危險度判定調查表(翻譯)154
附件六 鋼筋及鋼骨混凝土造建築物危險度判定調查表(原文)156
附件七 ATC-20 快速安全評估表(翻譯)157
附件八 ATC-20 快速安全評估表(原文)158
附件九 ATC-20 細詳安全評估表(翻譯)159
附件十 ATC-20 細詳安全評估表(原文)161
附件十一 震災後建築物第二階段危險分級及使用評估表(二)163
附件十二 工程大樓損害度調查表166
附件十三 工程大樓樑柱位置示意圖170
附件十四 修復補強工程成本參考表173
附件十五 臨時簡易屋隔熱裝置每月電費成本概算175
參考文獻
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