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系統識別號 U0002-2306200511444900
中文論文名稱 鋼筋混凝土建築物功能性耐震能力評估法之研究
英文論文名稱 A Study on Seismic Capacity Evaluation of Performance-Based method for Reinforced Concrete Buildings
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 建築學系碩士班
系所名稱(英) Department of Architecture
學年度 93
學期 2
出版年 94
研究生中文姓名 施明媛
研究生英文姓名 Ming-Yuan Shih
學號 692301012
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2005-06-11
論文頁數 115頁
口試委員 指導教授-何德仁
委員-曾一平
委員-李鴻鈞
中文關鍵字 功能性耐震能力評估法  耐震能力評估  容量震譜  耐震能力  耐震 
英文關鍵字 Seismic Capacity Evaluation  Performance-Based method  Seismic Capacity 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 國內目前普遍採用的建築結構耐震能力詳細評估之方法,主要是以ETABS結構分析軟體作建築物之強度檢核,以及韌性與強度為主之耐震能力詳細評估法。以強度檢核為主之評估法,難以準確掌握結構物之真正非線性特性,以及既存建物有多少耐震能力,沒有具體客觀的標準。耐震能力詳細評估為主之分析方法,以此法評估最大的問題是於地震力作用下,各構材的極限強度並不會同時發生,而是隨著構材的韌性逐漸發生破壞,再者對於同時具有鋼筋混凝土造、鋼骨鋼筋混凝土造及鋼骨造組合而成的混合建築,無法正確評估其耐震能力。

本文以功能性耐震能力評估法評估既存建築物之耐震能力,考慮到結構物構材韌性能力的不同,而逐漸發生破壞的行為,且利用ATC-40容量震譜法評估建物於不同破壞行為下之地表加速度,並給予概念式之定性描述;因採用側推分析(Push Over Analysis)方法評估建物耐震能力,故既有建物之軟層、弱層、平立面不規則等特性皆能反應於結構分析之中;另結構體因為長期使用而產生裂縫、變形、老化等缺陷,這些結構缺陷對於建築物的耐震能力會有一定程度的影響,也應該反應於耐震能力評估之中。

本文以二棟建築物為分析案例,案例一為鋼筋混凝土建築物,案例二為鋼骨造與鋼筋混凝土造混合建物。分析結果綜合討論如下:
1.案例二建物受到經年性的影響,其計算所得之崩塌地表加速度Ac可再減折至0.89Ac。
2.韌性用盡與容許韌性容量下之崩塌地表加速度比值約在1.3~1.8倍間,表示耐震能力詳細評估法所得到之地表加速度,應可以再放大1.3~1.8倍之耐震能力。
3.結構物應該會隨著構材塑鉸逐步形成而週期隨之改變,根據案例分析結果顯示,降伏點到崩塌點之週期變化約在1.1~1.3倍。
4.案例二耐震能力詳細評估法將鋼構樓層排除於結構分析之中,經分析結果顯示,塌崩層為第二層,而本文評估法分析結果顯示,崩塌層為第四層鋼構層。因為耐震能力詳細評估僅適用於鋼筋混凝土造建物,故採用功能性耐震能力評估法,可以真正反應崩塌樓層。
英文摘要 The methods about the seismic capacity evaluation method for structures are generally used by the ETABS structure software to check strength and by the detail evaluation of seismic capacity method mainly analyzed by ductility and strength. The evaluation method checked by strength is difficult to state accurately the real characteristics of the nonlinear behaviors of structures, and it is no concrete and objective standards. The most important problem of the detail evaluation of seismic capacity method is the building structure that members are not suffered from destruction at the same time but are gradually destroyed under seismic force, and Moreover, the seismic capacity of the mixing buildings for reinforced building, steel construction building, and steel reinforced building are not able to be correctly evaluated.

Evaluated by the seismic capacity evaluation of performance-based method, it is applied to seismic capacity of the existing building that the structure members of difference ductility capacity and the behaviors that failures happen gradually are considered in the paper. The ground accelerations under different failures are evaluated by utilizing ATC-40 capacity spectrum method, and the paper offers damage control and building performance levels. Because using pushover analysis to evaluate the seismic capacity of buildings, the method can react to soft story, weak story, and layout and elevation irregular etc. in the structure analysis. Because of the long time using, such defects as cracks, deformations, aging etc. take place on the structure. The paper here producse a certain degree of reacting on the building while evaluated in seismic capacity evaluation.

The paper regards two buildings as the analysis cases. One case is RC building, and the other case is mixing building of SC and RC. The analysis result is discussed as following.
1.The case two is on the influence of life, and then collapse ground acceleration Ac can be reduced to 0.89Ac again.
2.The ratio of collapse ground acceleration is among 1.3~1.8 times under ductility used up and allowable ductility capacity. It shows the detail evaluation of seismic capacity enlarged by 1.3~1.8 times again.
3.The period shall be changed progressively with forming hinges of the structure members from yielding point to collapse point about 1.1~1.3 times according to analysis result of the case.
4. It is the second story to collapse shown by the analysis result, but SC story is not considered in the detail evaluation of seismic capacity method. It is the fourth story to collapse shown by the seismic capacity evaluation of performance-based method. The main reason is that the detail evaluation of seismic capacity is only suitable for RC building but the seismic capacity evaluation of performance-based method shall be suitable for mixing building.
論文目次 目 錄
謝 誌 i
中文論文提要 ii
Abstract iii
目 錄 v
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒綸 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目的 2
1-3 研究範圍與方法 2
1-4 研究流程 4
第二章 文獻回顧 5
2-1 前言 5
2-2 目前實務界常用之耐震能力評估法 5
2-3 常用之耐震能力評估法比較 21
2-4 RC造建物的結構行為 23
第三章 理論基礎 27
3-1 前言 27
3-2 分析流程圖 27
3-3 構材強度與韌性比分析 28
3-4 塑鉸性質設定 35
3-5 容量震譜法 37
3-6 耐震性能與功能點地表加速度 45
3-7 結構體現有缺陷之評估 49
3-8 耐震能力不足之標準 52
3-9 耐震能力評估法及耐震功能性評估法理論相異點 52
第四章 案例分析與比較 55
4-1 前言 55
4-2 案例分析一 56
4-3 案例分析二 76
第五章 結論及建議 108
5-1 討論 108
5-2 結論 110
5-3 建議 111
參考文獻 112

表目錄
表2.1既有鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估表 6
表2.2 C0值 20
表2.3 C2值 20
表3.1定性描述表 46
表3.2各類地盤水平向正規化加速度反應譜係數與周期之關係表 47
表3.3經年指標Tt計算表 51
表4.1案例一載重計算表 58
表4.2案例一震區地震地表加速度計算表 60
表4.3案例一豎向分配計算表 60
表4.4案例一耐震評估法求得崩塌地表加速度整理表 61
表4.5案例一經年指標Tt計算表 73
表4.6案例一耐震能力評估法及耐震功能性能評估法Ac比較表 74
表4.7案例一耐震能力評估法及耐震功能性能評估法考慮經年指標Ac比較表 74
表4.8案例一定性描述 75
表4.9案例一以剩餘使用壽命評估鑑物耐震能力計算表 75
表4.10案例二樓層載重計算表 78
表4.11案例二震區地震地表加速度計算表 81
表4.12案例二豎向分配計算表 81
表4.13案例二耐震評估法求得崩塌地表加速度整理表 82
表4.14案例二經年指標Tt計算表 104
表4.15案例二耐震能力評估法及耐震功能性能評估法Ac比較表 105
表4.16案例二耐震能力評估法及耐震功能性能評估法考慮經年指標Ac比較表 106
表4.17案例二定性描述 106
表4.18案例二以剩餘使用壽命評估鑑物耐震能力計算表 107

圖目錄
圖1.1研究流程 4
圖2.1學校震害-長向壁量比-柱單位載重-耐震指標的關係 10
圖2.2標準教室平面 11
圖2.3 RC校舍壁量比-柱單位載重-弱軸耐震指標關係 12
圖2.4調查學校底層壁量比、柱單位載重分佈與弱軸耐震指標關係 12
圖2.5靜力耐震能力評估流程 15
圖2.6特徵週期反應譜 19
圖2.7建築物強度與變形能力示意圖 24
圖2.8構造物地震時基底剪力與變形能力示意圖 24
圖2.9保有性能的基本指標 求法 25
圖2.10多重側推分析曲線及其等值二折線 26
圖3.1研究流程圖 27
圖3.2 柱之軸力-彎矩交互曲線與破壞示意圖 28
圖3.3 鋼筋混凝土梁、柱斷面圖、應變圖與應力圖 29
圖3.4 剪力破壞時構材承擔之剪力與韌性比 30
圖3.5 梁柱桿件破壞模式分析 32
圖3.6 未達韌性容量之剪力破壞時構材承擔之剪力與韌性比 33
圖3.7 達韌性容量時構材承擔之剪力與韌性比 34
圖3.8 鋼筋混凝土軸力破壞塑鉸設定 35
圖3.9 鋼筋混凝土柱塑鉸設定 36
圖3.10 鋼筋混凝土剪力塑鉸設定 36
圖3.11側推分析曲線之建立 38
圖3.12容量震譜之建立 41
圖3.13彈性需求震譜建立 42
圖3.14需求震譜折減用等效阻尼之推導 44
圖3.15彈性需求震譜之折減 44
圖4.1高應大教室結構圖 57
圖4.2高應大教室正面 57
圖4.3高應大教室背面 57
圖4.4案例二結構圖 77
圖4.5案例二建築物正面 77
圖4.6案例二建築物側面 77
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論文使用權限
  • 同意紙本無償授權給館內讀者為學術之目的重製使用,於2005-06-28公開。
  • 同意授權瀏覽/列印電子全文服務,於2006-06-28起公開。


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