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研究生:陳界宏
研究生(外文):Chieh-Hong Chen
論文名稱:建築結構之耐震評估與補強研究
指導教授:蔡克銓蔡克銓引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:土木工程學研究所
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:2000
畢業學年度:88
語文別:中文
論文頁數:152
中文關鍵詞:耐震間柱高層建築容量震譜法耐震評估學校建築低降伏強度鋼
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適當配置耐震間柱於抗彎構架中,不但可增強構架之強度與勁度,有效減少受震位移量,且若經適當設計,間柱將較梁早降伏而發揮消能的作用,保護主結構系統不受損壞。而且耐震間柱應用的範圍非常廣泛,除了新建結構外,也可被運用做RC結構與鋼結構建築的補強,以改善其耐震能力。本研究除了對耐震間柱之設計準則進行探討外,並提出一種中間段以低降伏強度鋼為腹板,高強度鋼為翼板,而上下段均採用高強度鋼製成之三段式剪力降伏型間柱的設計。經分析顯示,可以發現以中間段佔全間柱總長之1/3的三段式間柱其表現較為優良。
利用修正容量震譜法進行耐震評估,將可以估計結構物在特定地震力作用下進入非線性範圍之各項位移需求,觀察出結構之可能發生弱層之位置與破壞之機制,而設計者也可瞭解系統在地震下可能遭受到的損失,確實評估其耐震性能。本研究並對一典型的學校進行評估,發現其耐震能力確有不足之處。若使用建議之含鋼框之鋼骨斜撐對此一學校建築進行補強,確能發揮良好效果,將可提高學校對地震之抵抗能力。
造成高層建築震害的原因很多。經由分析發現,忽略非結構牆的影響,將會錯估結構物之抗震行為,而過去規範地震力的規定較為寬鬆,也會使得工程師無法正確評估結構的耐震需求。另外,若混凝土無法達到設計的要求,容易使建築物發生崩毀或損壞。
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究內容 3
第二章 耐震間柱構架系統之特性與解析模擬 5
2.1 前言 5
2.2 耐震間柱構架基本特性 7
2.2.1 構架系統之消能形式 7
2.2.2 構架系統之內力分佈 7
2.2.3 間柱之降伏類型 8
2.3 設計準則 9
2.4 含耐震間柱之六層樓平面構架分析 13
2.4.1 韌性抗彎構架分析模式 13
2.4.2 耐震間柱構架分析模式 14
2.4.3 解析模型之建立 16
2.4.4 三段式與全段式耐震間柱構架之靜動力分析 18
2.4.5 三段式耐震間柱構架與傳統韌性抗彎構架之分析比較 21
2.5. 耐震間柱在結構工程上的應用 24
第三章 耐震評估規範之研究 26
3.1 前言 26
3.2 國內耐震評估方法 27
3.2.1 強度韌性法 27
3.2.2 動態非線性增量震譜分析法 28
3.3 日本耐震評估方法 29
3.4 美國耐震評估方法 30
3.4.1 容量震譜法之發展 30
3.4.2 修正容量震譜法 32
第四章 學校建築耐震評估與補強研究 37
4.1 台灣地區校舍現況 37
4.2 各種補強方法簡介 38
4.3 典型學校建築之解析模擬 40
4.3.1 典型學校建築結構概述 40
4.3.2 分析模型的建立 41
4.4 學校建築之耐震評估 45
4.4.1 修正容量震譜法耐震評估 45
4.4.2 靜力與動力分析結果比較 49
4.5 學校建築之補強與耐震評估 50
4.5.1 學校建築補強規劃 50
4.5.2 學校建築補強後之耐震評估 52
第五章 高層建築震害之分析 54
5.1 前言 54
5.2 高層建築案例分析一 54
5.2.1 建築物概況 54
5.2.2 結構分析模式 55
5.2.3 地震反應譜與加速度歷時之選取 56
5.2.4 分析結果討論 56
5.3 高層建築案例分析二 58
5.3.1 建築物概況 58
5.3.2 結構分析模式 59
5.3.3 地震反應譜與加速度歷時之選取 59
5.3.4 分析結果討論 60
第六章 結論與建議 62
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