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系統識別號 U0002-2306200508460800
DOI 10.6846/TKU.2005.00537
論文名稱(中文) 柱位偏移建築物結構安全評估方法之探討
論文名稱(英文) The Investigation of Structural Safety Evaluation for Buildings with Columns Erected of Dislocation
第三語言論文名稱
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中文) 土木工程學系碩士班
系所名稱(英文) Department of Civil Engineering
外國學位學校名稱
外國學位學院名稱
外國學位研究所名稱
學年度 93
學期 2
出版年 94
研究生(中文) 沈盛達
研究生(英文) Sheng-Ta Shen
學號 790310071
學位類別 碩士
語言別 繁體中文
第二語言別
口試日期 2005-06-02
論文頁數 105頁
口試委員 指導教授 - 張德文
委員 - 曾一平
委員 - 段永定
關鍵字(中) 柱位偏移
柱位不正
地震反應
耐震能力
關鍵字(英) column erection
seismic response
seismic capacity evaluation
第三語言關鍵字
學科別分類
中文摘要
工程界在興建具有地下室之高樓建築物時,有可能因「地界不明」、「放樣不準」或「工地管制不良」等原因,造成地下室柱位與一樓柱位不正之問題,亦即地下室柱昇至地面層時,才發現地下室柱位不符合建築線或不符合原設計之柱位,此時一樓柱之柱位一定需作偏移,以下簡稱柱位不正問題。本問題之處理方法需採用「柱主筋彎折」或「截斷柱主筋後植筋」二種作法。
本研究首先探討柱位不正之處理方法,繼而以一實際案件說明柱位不正之結構安全分析方法,並發展數種分析技巧,有助於工界應用:
1.以SAP程式探討柱勁度減少之程度
2.靜力分析與動力分析對耐震能力評估成果之影響
3.混凝土強度對耐震能力評估成果之影響
4.反應譜對耐震能力評估成果之影響
5.實際地震反應與耐震能力評估成果之相對應檢討
針對某一實際範例結構,本文採用SAP程式模擬柱主筋截斷與植筋之現象後,以86年建築物耐震設計規範為準,重新進行該建物之結構分析以比較鋼筋量是否足夠,且進行耐震能力詳細評估以比較該建物崩塌加速度是否足夠。本研究得到「本建物結構安全應無疑慮」之結論,其異於以往鑑定報告成果。但經九二一以及三三一地震之地震強度分析,並與本建物未受損實際狀況比較,得知本文分析之成果為合理。
本研究所獲得之成果可供工程師採用內政部營建署耐震能力詳細評估程式時之參考,亦即一般既有鋼筋混凝土建築物耐震能力詳細評估時需注意:(1)靜力分析或動力分析之地震力,(2)原設計或實際混凝土強度(3)反應譜之選擇(4)耐評成果與實際地震反應之比對。
英文摘要
There are some problems of column erection error in the construction of buildings, which may reduce the structural safety.   The erection error of dislocation often occurs during the construction period of basement and 1FL, which is induced by layout error, careless site management, and etc.
In this thesis, it is discussed the structural safety evaluation procedures for buildings of column erection error.  A practical case is also illustrated.  The specialized methodology of the associated analysis is as follows:
1.	Using the SAP program to check the reducing stiffness of column of erection error.
2.	The influence of static analysis and dynamic analysis on the seismic capacity evaluation. 
3.	The influence of concrete strength on the seismic capacity evaluation.
4.	The influence of spectra on the seismic capacity evaluation.
5.	The difference between seismic response and the seismic capacity evaluation.
A complete analysis methodology is implemented, and a practical structure with reinforcing bar cut off is studied in this thesis. The seismic capacity of buildings of column erection error is then accurately evaluated..
第三語言摘要
論文目次
目錄
誌謝	i
摘要	ii
Abstract	iii
符號說明	iv
目錄	vi
圖目錄	xi
表目錄	xii
第一章 前言	1
§1.1研究動機	1
§1.2文獻回顧	2
§1.2.1修復補強之文獻回顧	2
§1.2.2柱主筋彎折	3
§1.2.3植筋工程	5
§1.2.4耐震能力詳細評估	8
§1.2.5建築技術規則沿革	9
§1.3研究流程	12
§1.4研究範疇	13
第二章 研究背景	15
§2.1建物概述	15
§2.2結構概述	18
§2.3柱位不正與鋼筋截斷(植筋)	18
§2.4耐震能力評估鑑定報告	19
§2.4.1以往評估方式與程式	19
§2.4.2評估程序	19
§2.4.3耐震能力詳細評估成果	19
§2.4.4耐震能力不符合現行建築物耐震設計規範	20
§2.4.5耐震能力評估鑑定報告之探討	20
§2.5以往結構分析鑑定報告	20
§2.5.1分析數據	20
§2.5.2分析方法	21
§2.5.3鑑定結果	21
§2.5.4鑑定結論	21
§2.5.5結構分析鑑定報告之探討	22
§2.6以往報告綜合研判	22
第三章 結構安全評估作法	24
§3.1結構安全評估目的	24
§3.2結構安全評估分析作法	24
§3.2.1現況結構安全評估	24
§3.2.2原結構分析是否符合設計當年規範	24
§3.2.3實際結構是否安全	24
§3.2.4實際結構受九二一地震與三三一地震之表現	25
§3.3結構安全標準	25
§3.3.1現行規範或86年建築物耐震設計規範	25
§3.3.2動力分析基底剪力需符合靜力分析基底剪力之90%或100%	26
§3.3.3混凝土抗壓強度為設計值或實際值	26
§3.4結構分析模式	27
第四章 現況結構安全評估	29
§4.1構材損壞調查	29
§4.2垂直測量	29
§4.3水準測量	30
§4.4混凝土抗壓強度試驗	31
§4.4.1檢測標準	31
§4.4.2檢測結果	31
§4.4.3分析值	33
§4.5中性化試驗	34
§4.5.1檢測目的	34
§4.5.2檢測方法	34
§4.5.3檢測標準	34
§4.5.4檢測位置	34
§4.5.5檢測位置	34
§4.6保護層厚度	36
§4.6.1檢測目的與方法	36
§4.6.2檢測標準	36
§4.6.3檢測結果	37
§4.7鋼筋檢測	41
§4.7.1檢驗方法	41
§4.7.2檢驗位置	42
§4.7.3主筋號數調查	42
§4.7.4鋼筋配置調查成果	42
§4.7.5鋼筋比對	47
§4.8鋼筋腐蝕	47
§4.8.1檢測目的	47
§4.8.2檢測方法	47
§4.8.3檢測標準	47
§4.8.4檢測位置	48
§4.8.5鋼筋腐蝕檢測成果	48
§4.9 小結	50
第五章 原設計結構之評估	52
§5.1 ETABS結構分析	52
§5.1.1結構分析基本資料	52
§5.1.2載重條件	52
§5.1.3樓層載重計算	53
§5.1.4建物基本振動周期	54
§5.1.5設計規範	54
§5.1.6基本假設	54
§5.1.7結構分析模式示意圖	55
§5.1.8法規設計地震力	56
§5.1.9地震力調整	58
§5.1.10豎向分配	59
§5.1.11意外扭矩	62
§5.1.12載重組合	62
§5.1.13鋼筋量比較	62
§5.2原設計結構之耐震能力	65
§5.2.1耐震能力詳細評估流程	65
§5.2.2補強或拆除重建標準	66
§5.2.3建築技術規則之規定	67
§5.2.4原設計結構之耐震能力	67
§5.2.5原設計結構之耐震能力歸納	69
§5.2.6小結	69
第六章 柱位偏移結構之評估	70
§6.1一樓柱位不正施工缺失之模擬	70
§6.1.1柱偏移情況說明	70
§6.1.2結構模擬方式	70
§6.1.3柱偏移之考量	71
§6.1.4柱主筋切斷後植筋之考量	73
§6.2實際結構之結構分析	74
§6.2.1原設計 、動力100%	74
§6.2.2實際 、動力100%	76
§6.2.3原設計 、動力90%	78
§6.2.4實際 、動力90%	80
§6.2.5綜合評估	83
§6.3實際結構之耐震能力	84
§6.3.1原設計 、動力100%	85
§6.3.2實際 、動力100%	85
§6.3.3原設計 、動力90%	87
§6.3.4實際 、動力90%	88
§6.3.5綜合評估	89
§6.4實際結構承受地震反應分析	89
§6.4.1兩次地震未造成本建物損壞	89
§6.4.2兩次地震之地震強度	90
§6.4.3彈性地震地表加速度	91
§6.4.4以往鑑定報告分析成果不符現況	92
§6.4.5本研究分析成果為可信	93
第七章 結構安全評估結論	94
§7.1結構安全調查與檢測	94
§7.2本研究分析正確性說明	95
§7.3分項結論	95
§7.4與以往鑑定報告之差異	96
§7.5結構安全評估結論	97
第八章 結論與建議	99
§8.1結論	99
§8.2建議	100
參考文獻	101

圖目錄
圖1.1 研究流程圖	12
圖2.1 地下一樓結構平面圖	16
圖2.2 一樓結構平面圖	17
圖5.1 B棟分析結構示意圖	55
圖5.2 整體多塔分析結構示意圖	56
圖6.1 柱有偏移及無偏移之有限元素法模型模擬	71
圖6.2 層剪力與樓層變位的容量曲線	91

 
表目錄
表2.1 耐震能力詳細評估成果	19
表3.1 結構分析模式	27
表4.1 垂直測量成果表	29
表4.2 基礎容許沉陷量	30
表4.3 水準測量成果表	30
表4.4 鑽心試體的抗壓強度試驗值	32
表4.5 鑽心試體中性化深度檢測成果表	35
表4.6 保護層厚度	37
表4.7 保護層厚度量測成果表	37
表4.8 柱及梁構件之主筋號數量測	42
表4.9 鋼筋配置檢測成果	42
表4.10 鋼筋腐蝕電位檢測一覽表	47
表4.11 電位與腐蝕關係檢測標準	47
表4.12 鋼筋腐蝕程度檢測成果	48
表4.13 中性化深度檢測成果	50
表4.14 保護層厚度檢測成果	50
表5.1 各樓層總靜重	53
表5.2 現行建築物耐震設計規範之最小水平地震總力	56
表5.3 86年版建築物耐震設計規範之最小水平地震總力	57
表5.4 X向與Y向之地震力豎向分配(現行規範、動力100 %)	60
表5.5 X向與Y向之地震力豎向分配(現行規範、動力90 %)	60
表5.6 X向與Y向之地震力豎向分配(86年規範、動力100 %)	61
表5.7 X向與Y向之地震力豎向分配(86年規範、動力90 %)	61
表5.8 載重組合	62
表5.9 柱鋼筋不足統計(現行規範)	62
表5.10 梁鋼筋不足統計(現行規範)	63
表5.11 柱鋼筋不足統計(86年規範)	64
表5.12 梁鋼筋不足統計(86年規範)	65
表5.13 耐震安全評估標準	67
表5.14 原設計結構各樓層崩塌地表加速度-現行規範	67
表5.15 原設計各樓層崩塌地表加速度-86年規範	68
表5.16 耐震安全標準比較	69
表6.1四根有偏移柱之柱鋼筋量比較	74
表6.2四根有偏移柱之柱鋼筋量比較	74
表6.3四根有偏移柱之柱鋼筋量比較	75
表6.4 所有柱鋼筋量比較	75
表6.5四根有偏移柱之柱鋼筋量比較	76
表6.6四根有偏移柱之柱鋼筋量比較	77
表6.7四根有偏移柱之柱鋼筋量比較	77
表6.8所有柱鋼筋量比較	77
表6.9四根有偏移柱之柱鋼筋量比較	79
表6.10四根有偏移柱之柱鋼筋量比較	79
表6.11四根有偏移柱之柱鋼筋量比較	79
表6.12所有柱鋼筋量比較	80
表6.13四根有偏移柱之柱鋼筋量比較	81
表6.14四根有偏移柱之柱鋼筋量比較	81
表6.15四根有偏移柱之柱鋼筋量比較	81
表6.16所有柱鋼筋量比較	82
表6.20實際結構各樓層崩塌地表加速度	85
表6.21實際結構各樓層崩塌地表加速度	86
表6.21實際結構各樓層崩塌地表加速度	87
表6.22實際結構各樓層崩塌地表加速度	88
表6.23有移位柱之耐震能力詳細評估成果	89
表6.24交通部中央氣象局九二一地震資料	90
表6.25交通部中央氣象局三三一強震資料	90
表6.26實際結構之樓層Fu值	91
表6.27實際結構之樓層彈性地表加速度值(Ac, gal)	91
表6.28彈性地震地表加速度	92
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