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研究生:郭紘志
研究生(外文):Hung-Chih Kuo
論文名稱:打擊式PC基樁極限垂直承載力之可靠度研究-以麥寮六輕廠區為例-
論文名稱(外文):Reliability of Ultimate Vertical Bearing Capacity of Prestressed Concrete Driven Pile -Take No. 6 Naphtha Cracker in Me-Liao for Example-
指導教授:林宏達林宏達引用關係
指導教授(外文):Horn-Da Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:營建工程系
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:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:167
中文關鍵詞:打擊樁承載力可靠度安全係數阻抗載重係數
外文關鍵詞:deiven pilecapacitybearingreliabilitysafety factorLRFD
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本研究目的是將可靠度的觀念應用於打擊式基樁極限垂直承載力上,探討其所能提供的安全度。主要有兩個主題:(1)使用CalREL程式之一階二次矩法(FOSM)來分析打擊式PC基樁在不同承載力推估公式時,其安全係數與高估機率的關係。(2)載重阻抗係數設計法(LRFD)於打擊式基樁設計之應用。
本研究以麥寮六輕廠區之PC基樁試驗資料進行分析,分析結果顯示:(1)以本研究所述之三種推估公式設計基樁,安全係數採用3.0時,其承載力高估的機率為0.00001~0.000001。(2)土層大部份為非凝聚性土壤,使用推估公式設計基樁,在安全係數為3.0和土壤參數(SPT-N值、有效摩擦角)之標準偏差增加一倍時,其承載力高估機率最大會增加100倍。(3)對於打擊式PC基樁在一般建築物(靜活載重比為0.5~2.0)採用載重阻抗係數設計,以標準貫入試驗法為推估方法時,建議阻抗係數 =0.33~0.50、靜載重係數 =1.02~1.07及活載重係數 =1.27~1.52;以靜力學法為推估方法時,建議阻抗係數 =0.27~0.55、靜載重係數 =1.02~1.07及活載重係數 =1.25~1.54。(4)以本研究所述條件下,當可靠度指數由2.326增加至3.09時,阻抗係數會降低0.69倍,活載重係數則會提高1.08倍;當土壤阻抗變異係數變大1.11倍時,阻抗係數會減小約0.70倍。
The purpose of this study is to apply the reliability concept to study the ultimate vertical bearing capacity of prestressed concrete driven pile. Two tasks conducted in this study are: (1) using the First Order Second Moment (FOSM) method of CalREL to analyze the relationship between the safety factor and the probability of overestimation, (2) application of the Load and Resistant Factor Design (LRFD) method on driven pile design.
This study uses the pile test results of prestressed concrete driven pile of No. 6 Naphtha Cracker in Me-Liao for the reliability analysis. The analytical results can be summarized as follows. (1) While safety factor is 3.0, the probability of overestimation is 0.00001~0.000001 when using three estimating methods investigated in this study to design the pile. (2) When the dominant soil layer is noncohesive soils and the safety factor is 3.0, if the standard deviation of the parameter of soil (SPT-N value, effective friction angle) increase one time, the probability of overestimation can increase 100 times at most. (3) For prestressed concrete driven pile designed by the SPT-N method of general building (the ratio of live load to dead load is 0.5 to 2.0), the resistant factor suggested is 0.33 to 0.50, the dead load factor is 1.02 to 1.07, and the live load factor is 1.27 to 1.52. On the other hand, the resistant factor suggested is 0.27 to 0.55, the dead load factor is 1.02 to 1.07, and the live load factor is 1.25 to 1.54 if we use static method to estimate pile capacity. (4) With the conditions of this study, the resistant factor will reduce 0.69 times and live load factor will increase 1.08 times when the reliability index is increased from 2.326 to 3.09. On the other hand, the resistant factor will decrease 0.70 times when the coefficient of variation of the soil resistant increase 1.11 times.
中文摘要 I
ABSTRACT III
誌謝 V
目錄 VI
表目錄 X
圖目錄 XIII

第一章 前言 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究內容 2

第二章 文獻回顧 3
2.1 基樁極限垂直承載力理論 3
2.2 影響基樁行為之要素 4
2.3 打擊式基樁極限垂直承載力之設計與分析方法 5
2.3.1 基樁承載力之設計方法 5
2.3.2 基樁荷重行為之分析方法 7
2.4 基樁靜載重試驗詮釋法 8
2.5 可靠度理論在基樁工程之應用 10
2.5.1 基本統計概念 11
2.5.2 可靠度基本理論 12
2.5.3 一階二次矩法 13
2.5.4 敏感度分析 16

第三章 打擊式預力混凝土基樁之可靠度分析 18
3.1 雲林區域地質概況 18
3.2 基樁相關資料 18
3.2.1 現地基本資料 19
3.2.2 試樁資料 19
3.2.3 土層資料 20
3.3 分析之極限垂直承載力推估方法 21
3.4 CALREL程式介紹 25
3.5 可靠度分析 27
3.5.1 功能函數建立 27
3.5.2 參數之分佈模式與統計值 30
3.6 結果與討論 33
3.6.1 分析結果 33
3.6.2 參數變異性之影響 34
3.6.3 安全係數與高估機率 37

第四章 打擊式預力混凝土基樁之載重阻抗係數設計 39
4.1 土壤阻抗效應 40
4.2 基樁載重效應 42
4.2.1 靜載重效應 42
4.2.2 活載重效應 43
4.3 載重阻抗係數設計 43
4.3.1 功能函數建立 44
4.3.2 分析流程 45
4.4 結果與討論 47
4.4.1 分析探討 48
4.4.2 隨機參數之敏感度分析 48
4.4.3 可靠度指數之影響 49
4.4.4 載重及阻抗係數與總安全係數 50
4.4.5 與其他規範之比較 52

第五章 結論與建議 54
5.1 結論 54
5.2 建議 56
參考文獻 57

附錄A MP1~MP29基樁極限垂直承載力之詮釋結果圖 117
附錄B 土壤參數值與修正係數之卡方檢定統計量 147
附錄C 土壤參數值與修正係數之機率紙檢定圖 158
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