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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳俞遠
研究生(外文):Chen-Yu Yuan
論文名稱:磚造翼牆對建築物耐震能力之影響探討
論文名稱(外文):A study on the effect of brick on the seismic capacity of buildings
指導教授:林炳昌林炳昌引用關係
指導教授(外文):LIN, BING CHANG
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:土木工程研究所
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:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:112
中文關鍵詞:磚牆耐震能力
外文關鍵詞:brickseismic zone
相關次數:
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台灣地區地震頻繁,建築物之耐震能力相對重要,而台灣地區老舊建築物多含有大量之磚牆作為隔間牆及隔戶牆,且我國現行建築技術規則磚構造乙章僅就磚造建築通則性之描述而缺乏完整之結構分析方法,故希望經由前人研究成果的比較,使得吾人對於磚牆力學性質及模擬方式,能更合理,使得後續有關建築物對耐震診斷與補強的工作有所依據,本文研究的主要內容乃利用ETABS V8.48軟體和現行震評估法來探討翼牆和台度磚牆對RC建築物之耐震能力影響。
Taiwan is located in the seismic zone; therefore, it is very important to strengthen the structure of the buildings. Unreinforced infill bricks are frequently used for partion walls and exterior walls in old buildings in Taiwan. But there is an issue that is the seismic behaviors and design formulas are not well specified in the existing Taiwan Buildings Code. The purpose of this paper is to provide the reasonable simulate methods and to establish the fundamental information of brick walls. The main content of this research is to discuss the effects of wall on RC structures by using ETABS V8.48 and the method of ”the Seismic Capacity Assessment for RC building”.
目 錄
頁次
中文摘要 I
英文摘要 II
誌 謝 III
目 錄 IV
圖 目 錄 IX
表 目 錄 XI
第一章 緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 文獻回顧 2
1-3 研究內容 3
第二章 磚牆之水平極限強度 5
2-1 前言 5
2-2 黃國彰【3】對水平極限強度預測的模擬方法 5
2-2-1磚牆極限強度修正係數 5
2-2-2標準磚墩劈裂強度 6
2-2-3磚牆中心點主應力 6
2-2-4四邊圍束磚牆之水平極限載重與寬高比關係 7
2-2-5三邊圍束磚牆之水平極限載重與寬高比關係 8
2-3 陳奕信【2】對水平極限強度預測的模擬方法 9
2-3-1四邊圍束磚牆面內水平剪力強度 9
2-3-1-1磚牆之臨界破裂角與破壞路徑 10
2-3-1-2不同磚砌工法之臨界破裂角 10
2-3-1-3磚牆之破壞路徑 11
2-3-1-4磚牆介面強度性質 11
2-3-1-5紅磚與砂漿介面摩擦強度 12
2-3-1-6紅磚與砂漿介面劈裂強度 12
2-3-1-7紅磚自體之劈裂強度 13
2-3-1-8強度修正係數 13
2-3-2四邊圍束磚牆之水平極限載重與寬高比之關係 14
2-3-3三邊圍束磚牆面內水平剪力強度 15
2-3-4三邊圍束磚牆之水平極限載重與寬高比之關係 15
2-3-5台度磚牆面內水平剪力強度 16
2-3-6台度磚牆之水平極限載重與寬高比之關係 16
2-3-7無側邊圍束磚牆面內水平剪力強度 18
2-4 林正偉【4】對於磚牆的模擬方法 18
2-5 結果比較 19
2-6 討論 20
2-6-1四邊圍束之各砌法的比較 20
2-6-2三邊圍束之各砌法的比較 22
2-6-3台度磚牆之各砌法的比較 22
2-6-4磚牆未確實施工之影響 22
第三章 磚牆之極限彈性模數等值斜撐面積 24
3-1 前 言 24
3-2 磚牆之極彈性模數 24
3-2-1陳奕信【2】對彈性模數預測的模擬方法 24
3-2-1-1 彈性模數理論值預測 24
3-2-1-2 位移方程式之推導 25
3-2-1-3 磚極限點割線彈性模數修正係數 31
3-2-1-4 四邊圍束磚牆之極限點割線彈性模數與高比關係 33
3-2-1-5 三邊圍束磚牆之極限點割線彈性模數與高比關係 33
3-2-1-6 台度磚牆之極限點割線彈性模數與高比關係 .34
3-2-2黃國彰【3】對彈性模數預測的模擬方法 34
3-2-1-1 彈性模數理論值預測 34
3-2-1-2 位移方程式之推導 35
3-2-1-3 磚極限點割線彈性模數修正係數 36
3-2-1-4 四邊圍束磚牆之極限點割線彈性模數與高比關係 37
3-2-1-5 三邊圍束磚牆之極限點割線彈性模數與高比關係 37
3-2-1-6 台度磚牆之極限點割線彈性模數與高比關係 .38
3-2-3結果比較 39
3-3 磚牆之等值斜撐面積 39
3-3-1黃國彰【3】對磚牆等值斜撐面積的預測 39
3-3-1-1水平極限位移之探討(四邊圍束) 39
3-3-1-2磚牆之等值斜撐面積及位移(四邊圍束) 40
3-3-1-3四邊圍束磚牆之等值斜撐面積與寬高比關係
40
3-3-1-4水平極限位移之探討(三邊圍束) 41
3-3-1-5磚牆之等值斜撐面積(三邊圍束) 41
3-3-1-6三邊圍束磚牆之等值斜撐面積與寬高比關係
42
3-3-1-7台度磚牆之水平極限位移探討 42
3-3-1-8磚牆之等值斜撐面積(台度磚牆) 42
3-3-1-9台度磚牆之等值斜撐面積與寬高比關係 43
3-3-2陳奕信【2】對磚牆等值斜撐面積的預測 43
3-3-2-1四邊圍束磚牆之等值斜撐面積與寬高比關係
43
3-3-2-2三邊圍束磚牆之等值斜撐面積與寬高比關係
43
3-3-2-3台度磚牆之等值斜撐面積與寬高比關係
44
3-3-3小結 44
第四章 算例與研究 46
4-1 前 言 46
4-2 算例一 參層含磚牆之RC建築結構物 46
4-2-1 簡介 46
4-2-2 空構架之模擬 46
4-2-3 磚牆之模擬 47
4-2-3-1 三邊圍束(磚造翼牆) 47
4-2-3-2 台度磚牆 50
4-2-4 耐震評估結果分析比較 53
4-2-4-1 翼牆寬度變化對建築物耐震能力之影響 53
4-2-4-2 台度磚牆對建築物耐震能力之影響 54
4-3 算例二 貳樓含磚牆之RC建築結構物 54
4-3-1 前言 54
4-3-2 簡介 54
4-3-3 空構架之模擬 55
4-3-4 台度磚牆模擬 55
4-3-5 耐震評估結果與現地實驗之比較 57
4-3-6 臨時性補強方案 59
第五章 結論與建議 61
參考文獻 63
附 圖 65
附 表 103

圖 目 錄
圖2.1 水平極限載重示意圖(四邊圍束)66
圖2.2 水平極限載重示意圖(三邊圍束)66
圖2.3 高寬比小於臨界破裂角67
圖2.4 高寬比大於臨界破裂角67
圖2.5 臨界破裂角與破壞路徑 68
圖2.6 各砌法示意圖68
圖2.7 三邊圍束之破壞路徑70
圖2.8 不同寬以之翼牆(三邊圍束)的水平極限強度(陳奕信模式) 70
圖2.9 台度磚牆之破壞路徑71
圖2.10 水平極限載重示意圖(台度磚牆71
圖2.11 不同高度之台度磚牆的水平極限強度(陳奕信模式)72
圖2.12 無側邊圍束的示意圖 72
圖2.13 無側邊圍束之破壞路徑73
圖2.14 磚造翼牆之水平抵抗力P值比較73
圖2.15 磚牆破裂的情形 74
圖2.16 四邊圍束之砌法比較 74
圖2.17 三邊圍束之砌法比較75
圖2.18 垂直間無填縫75
圖2.19 無垂直填縫的示意圖76
圖2.20 有無垂直填縫所產生磚牆的強度76
圖3.1 磚牆之等值斜撐模式77
圖3.2 斜撐位移關係77
圖3.3 磚牆四周邊緣應力分佈圖78
圖3.4 磚牆所受之外力78
圖3.5 極限彈性模數示意圖(四邊圍束)79
圖3.6 極限彈性模數示意圖(三邊圍束)79
圖3.7 極限彈性模數示意圖(台度磚牆)80
圖3.8 磚礅砌體圖80
圖3.9 水平力及斜撐力之示意圖81
圖3.10 等值斜撐面積與高寬比關係(四邊圍束)81
圖3.11 磚牆破裂的情形82
圖3.12 磚牆試體示意圖83
圖3.13 三邊圍束受水平極限強度之位移83
圖3.14 三邊圍束等值斜撐之模擬…84
圖3.15 等值斜撐面積寬高比關係(三邊圍束)84
圖3.16 台度磚牆之高度示意圖85
圖3.17 台度磚牆之水平極限示意圖85
圖3.18 台度磚牆之模擬斜撐示意圖(實線)86
圖3.19 等值斜撐面積寬高比關係(台度磚牆)86
圖3.20 四邊圍束之剛度寬高比關係87
圖3.21 三邊圍束之剛度示意圖87
圖3.22 台度磚牆之剛度示意圖88
圖3.23 翼寬度對剛度的影響88
圖3.24 台度高低對剛度的影響89
圖4.1(a) 算例一貳樓~屋頂結構平面圖90
圖4.1(b) 算例一基礎結構平面圖91
圖4.2(a) 算例一算例一正面圖92
圖4.2(b) 算例一算例一背面圖92
圖4.3.1 梁斷面尺寸配筋圖93
圖4.3.2 梁斷面尺寸配筋圖(基礎)94
圖4.4 柱斷面尺寸配筋圖94
圖4.5 增設一層模擬台度磚牆95
圖4.6 增設格線模擬翼牆補強95
圖4.7 台度磚牆之模擬96
圖4.8 翼牆補強之模擬96
圖4.9 翼牆寬度變化對建築物耐震能力之影響比較97
圖4.10 算例二結構圖97
圖4.11 算例二立面圖98
圖4.12(a) 算例二柱斷面配置圖98
圖4.13(b) 算例二梁斷面配置99
圖4.14 算例二試驗側推曲線99
圖4.15 補強方案一100
圖4.16(a) 補強方案二(正面圖)100
圖4.16(b) 補強方案二(背面圖)100
圖4.17 算例一補強方案一節點位置圖101
圖4.18 算例一補強方案二節點位置圖102

表 目 錄
表4.1 X方向空構架耐震能力(g)104
表4.2 X方向空構架(加台度磚牆節點線時)耐震能力(g)104
表4.3 X方向空構架(加磚造翼牆節點線時)耐震能力(g)105
表4.4 翼牆寬度變化對建築物耐震能力之影響比較(黃國彰模式)105
表4.5 翼牆寬度變化對建築物耐震能力之影響比較(陳奕信模式)106
表4.6 翼牆寬度變化對建築物耐震能力之影響比較(林正偉模式)106
表4.6.1 三種磚造翼牆模式之結果比較106
表4.7 X方向含磚牆(台度磚牆)之耐震能力(黃國彰模式)107
表4.8 X方向含磚牆(台度磚牆)之耐震能力(陳奕信模式)108
表4.9 X方向含磚牆(台度磚牆)之耐震能力(林正偉模式)109
表4.9.1 三種台度磚牆模式之結果比較109
表4.10 X方向含磚牆(台度磚牆)之耐震能力(箍筋間距#3@15~25cm)110
表4.11 X方向含磚牆(台度磚牆)之耐震能力(g)【16】110
表4.12 X方向含磚牆(台度磚牆)之耐震能力(g)(黃國彰模式)111
表4.13 X方向含磚牆(台度磚牆)之耐震能力(g)(陳奕信模式)111
表4.14 X方向含磚牆(台度磚牆)之耐震能力(g)(林正偉模式)111
表4.15 X方向含磚牆(台度磚牆)之耐震能力(g)(建議模式)112
表4.16 X方向含磚牆(台度磚牆)之耐震能力(g)(補強方案一)112
表4.17 翼牆寬度變化對建築物耐震能力之影響比較(補強方案二)112
參考文獻
(1)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」,1999。
(2)陳奕信,「含磚牆RC建築結構之耐震診斷」,國立成力大學建築究所博士論文,許茂雄教授指導,2003。
(3)黃國彰,「有邊界柱梁之磚牆耐震試驗與等值版牆分析」,國立成功大學建築研究所碩士論文,許茂雄、蔡萬傳教授指導,1995。
(4)林正偉,「有邊界柱梁之磚牆耐震試驗與等值桁架分析」,國立成功大學建築研究所碩士論文,許茂雄、蔡萬傳教授指導,1995。
(5)陳明生,「紅磚、砂漿與其介之基本力學性質研究」,國立成功大學建築研究所碩士論文,許茂雄、蔡萬傳教授指導,1994。
(6)曾凱瀚,「磚與磚牆基本力學性質研究」,國立成功大學建築研究所碩士論文,許茂雄、蔡萬傳教授指導,1994。
(7)高健章、陳清泉、蔡益超,「磚牆加強之鋼筋混凝土構架耐震能力試驗研究(二)」,行政院國家科學委員會,防災科技研究報告74-31號,台北(1985)。
(8)中國國家標準,「 CNS 382 R2002 建築用普通磚」,經濟部中央標準局(1978)。
(9)王貞富,「磚造歷史建築物震害及耐望評估研究」,國立成功大學建築研究所博士論文,張嘉祥教授指導,台南(2002)。
(10)游昇翰,「老舊加強磚造教室建築物耐震能力分析研究」,私立中原大學土木工程學系碩士論文,林炳昌教授指導,2003。
(11)陳清泉、高健章、蔡益超、陳國顯,「紅磚與磚牆力學特性之試驗研究,行政院國家科學委員會」,防災科技研究報告73-12號,台北(1984)。
(12)康繼仁,「鋼筋混凝土構架震後之補強試驗及其效果分析-包覆
工法」,國立成功大學建築研究所碩士論文,許茂雄教授指導,
台南(1996)。
(13)張文德,「磚牆及含磚牆RC構架之耐震試驗分析與運用」,國
立成功大學建築研究所博士論文,許茂雄教授指導,台南(1997)
(14)施楚賢,砌體結構理論與設計,中國建築工業出版社,北京(1992)
(15)蔡益超、陳清泉,「鋼筋混凝土建築物耐震能力評估法及推廣」,內政部建築研究所(1999)
(16)蔡克銓、黃世建、鍾立來,「校舍耐震評估與補強講習會」,國家地震工程研究中心(2005)
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