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研究生:鄭丁介
研究生(外文):Ding-Jie Cheng
論文名稱:層間梁結合擴柱工法之應用研究
論文名稱(外文):Seismic Retrofit of Reinforced Concrete Buildings with Combination of Column-Jacketing and Supplemental Beams
指導教授:黃昭勳黃昭勳引用關係
指導教授(外文):Chao-Hsun Huang
口試委員:林敏郎鍾立來黃昭勳
口試日期:2016-07-26
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:土木工程系土木與防災碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:104
語文別:中文
中文關鍵詞:耐震補強、擴柱工法、層間梁、側推分析
外文關鍵詞:Seismic retrofitcolumn jacketingsupplement beampushover analysis
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近年來政府積極推動老舊中小學校舍之耐震補強工作,其中業界對於RC校舍之補強多採用擴柱或翼牆工法。由於現有之擴柱及翼牆工法對於中、高層建築物之補強效果不佳,本研究室及提出以層間梁結合擴柱之耐震補強工法以提升中、高層建築物之耐震能力。初步分析及實驗結果均顯示上述工法可大幅提升傳統擴柱工法之補強效率。為提供上述工法在實務上之應用模式,本研究中根據台灣地區典型中小學校舍型式,分別探討校舍在高度、及梁斷面不同的情況下以擴柱及擴柱結合層間梁兩種工法補強後之耐震能力,藉以作為業者日後在設計上之參考。
Recent government promotion is actively working on seismic retrofit to old junior or elementary school buildings. As the most common RC retrofit technique, wing-wall and column jacketing are widely used in industry. However, the wing –wall and column jacketing has less beneficial effect to the middle and upper floors. The laboratory develops using the combination of the lateral frame and the column jacketing to enhance the seismic effect to the middle and upper floors. Through a preliminary analysis and experimental results, it all shows that the combination technique substantially reinforces the traditional retrofit technique. The study investigates seismic defense after the retrofit technique, lateral frame and column jacketing, in several factors which consist of the building level number and the fracture surface of beam in typical junior and elementary school buildings in order to offer industry the practical applying theory and designing database.
中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 XVI
第一章 緒論 10
1.1 研究動機與目的 10
1.1.1研究動機 10
1.1.2研究目的 11
1.2 先期研究 11
第二章 研究方法 19
2.1 TEASPA 19
2.2 層間梁輔助工法 20
第三章 建築物現況耐震能力評估 22
3.1 建築物簡介 22
3.2 現況結構分析 26
3.2.1結構模型 26
3.2.2分析結果 28
3.3 補強規劃 30
3.3.1補強方案一、將兩側梯間四周(共8支)柱進行擴柱 38
3.3.2補強方案二、將教室兩側窗台之中間柱(共8支)柱進行擴柱 41
3.3.3補強方案三、將兩側梯間四周及教室兩側窗台之中間柱(共16支)柱進行擴柱 44
3.3.4補強方案四、將兩側梯間四周共8支柱進行擴柱,並於一樓位置增設4支層間梁 47
3.3.5補強方案五、將兩側梯間四周共8支柱進行擴柱,並於一、二樓位置增設4支層間梁 50
3.3.6補強方案六、將兩側梯間四周共8支柱進行擴柱,並於一〜三樓位置增設4支層間梁 53
3.4 分析結果檢核 56
3.5 小結 57
3.6 既有梁斷面改變之分析 59
3.6.1現況結構分析 67
3.6.2補強方案一、將兩側梯間四周(共8支)柱進行擴柱 70
3.6.3補強方案二、將教室兩側窗台之中間柱(共8支)柱進行擴柱 73
3.6.4補強方案三、將兩側梯間四周及教室兩側窗台之中間柱(共16支)柱進行擴柱 76
3.6.5補強方案四、將兩側梯間四周共8支柱進行擴柱,並於一樓位置增設4支層間梁 79
3.6.6補強方案五、將兩側梯間四周共8支柱進行擴柱,並於一、二樓位置增設4支層間梁 82
3.6.7補強方案六、將兩側梯間四周共8支柱進行擴柱,並於一〜三樓位置增設4支層間梁 85
3.7 小結 88
第四章 樓層高度對層間梁之影響評估 90
4.1 三層樓建築物補強分析模擬 90
4.1.1現況結構分析 97
4.1.2補強方案一、將兩側梯間四周(共8支)柱進行擴柱 100
4.1.3補強方案二、將教室兩側窗台之中間柱(共8支)柱進行擴柱 103
4.1.4補強方案三、將兩側梯間四周及教室兩側窗台之中間柱(共16支)柱進行擴柱 106
4.1.5補強方案四、將兩側梯間四周共8支柱進行擴柱,並於一樓位置增設4支層間梁 109
4.1.6補強方案五、將兩側梯間四周共8支柱進行擴柱,並於一、二樓位置增設4支層間梁 112
4.2 小結 115
4.3 五層樓建築物補強分析模擬 117
4.3.1現況結構分析 126
4.3.2補強方案一、將兩側梯間四周(共8支)柱進行擴柱 129
4.3.3補強方案二、將教室兩側窗台之中間柱(共8支)柱進行擴柱 132
4.3.4補強方案三、將兩側梯間四周及教室兩側窗台之中間柱(共16支)柱進行擴柱 135
4.3.5補強方案四、將兩側梯間四周共8支柱進行擴柱,並於一樓位置增設4支層間梁 138
4.3.6補強方案五、將兩側梯間四周共8支柱進行擴柱,並於一、二樓位置增設4支層間梁 141
4.3.7補強方案六、將兩側梯間四周共8支柱進行擴柱,並於一〜三樓位置增設4支層間梁 144
4.3.8補強方案七、將兩側梯間四周共8支柱進行擴柱,並於一〜四樓位置增設4支層間梁 147
4.4 小結 150
第五章 結論 152
參考文獻 154
[1] 劉士華,增設層間梁配合擴柱應用於校舍耐震補強之研究,碩士論文,國立國立臺北科技大學土木與防災研究所,臺北,2013。
[2]陳維宏,層間梁配合擴柱之耐震補強工法驗證,碩士論文,國立國立臺北科技大學土木與防災研究所,臺北,2016。
[3]蕭輔沛、鍾立來、葉勇凱、簡文郁、沈文成、邱聰智、周德光、趙宜峰、翁樸文、楊耀昇、褚有倫、涂耀賢、柴駿甫、黃世建,「校舍結構地震評估與補強技術手冊」第三版,NCREE-13-023,國家地震工程研究中心,2013。
[4] Huang, C.H., Rahbar, F.S., Weiss, D.C., “Seismic Retrofit of Concrete Columns Using Supplemental Beams, “Proceedings, the 10th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction, Bangkok, pp. 363-368, 2006.
[5] 邱耀正、施健泰、劉玉文、阮鈞平、蕭輔沛、黃世建,「校舍結構RC擴柱補強現地側推試驗」,校舍耐震補強現地試驗成果研討會論文集,國家地震工程研究中心,報告編號NCREE-08-001,2008,第15-37頁。
[6] 李森楠,「ETABS入門與工程上之應用」科技圖書公司,2003。
[7] 李森楠,「SAP2000入門與工程上之應用」科技圖書公司,2005。
[8] ATC, Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings – Vol.1, Applied Technology Council, 1996。
[9] 經濟部,中華民國國家標準,工業標準委員會,104年份。
[10] FEMA, ”Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings”, Report No. FEMA-356, Federal Emergency Management gency, 2000, Washington, D.C.
[11]內政部,「建築技術規則」,台北:詹氏書局,2005。
[12] 內政部,「建築物實施耐震能力評估及補強方案修正案」,台北,1998。
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