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系統識別號 U0002-2507201313164200
中文論文名稱 平面不規則鋼筋混凝土建築結構耐震能力之探討
英文論文名稱 Investigation on the Seismic Capacity of Plane Irregular Reinforced Concrete Building Structures
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 土木工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 101
學期 2
出版年 102
研究生中文姓名 巫雨驊
研究生英文姓名 Yu-Hua Wu
學號 698380374
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2013-06-23
論文頁數 134頁
口試委員 指導教授-高金盛
委員-高金盛
委員-段永定
委員-苟昌煥
中文關鍵字 平面不規則  耐震能力  側推分析  塑性鉸 
英文關鍵字 Plane Irregularity  Seismic Capacity  Pushover Analysis  Plastic Hinge 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 由以往的地震災害顯示,強震來襲時,結構發生嚴重損壞者大多為平面或立面不規則建築結構,主要原因在於這類建築結構於地震時常發生扭轉變形及應力集中現象。但隨著經濟不斷蓬勃發展,建築結構中不可避免會出現平面不規則性。台灣又位處環太平洋地震帶,這類平面不規則建築結構的耐震能力是否足以抵抗強震來襲,便成為一項十分值得探討的研究課題。
本論文針對平面不規則鋼筋混凝土建築結構,以凹角性及質量兩種六樓建築結構為例,先進行結構分析及配筋設計,再以側推分析法進行耐震能力評估,並分析比較不同偏心量、不同豎向力、不同梁斷面尺寸和不同柱斷面尺寸對平面不規則建築結構耐震能力之影響,藉以瞭解不同影響因子對此類建築結構耐震能力之影響,以及一般耐震能力評估模式在評估此類建築結構耐震能力之適用性。
研究結果顯示,不同偏心量及不同豎向力分佈對建築結構耐震能力分析結果會有不同程度之影響,耐震能力分析時宜慎選;另外,梁與柱斷面尺寸增加均可增加建築結構之耐震能力,但梁斷面尺寸增加會使建築結構之韌性容量減少,柱斷面尺寸增加則會增加建築結構之韌性容量。本論文之研究成果可供工程實務界及學術界參酌引用。
英文摘要 The disasters of previous earthquakes showed that most of the severe damages from the structures were happened to flat or irregular facade ones when the earthquake hit. The main cause was such structures often occur in seismic torsional deformation and stress concentration. However, it is unavoidable that the plane irregularities keep appearing in the structures of buildings under the rising economy. Furthermore, as Taiwan is located on the Pacific seismic zone, the capacity of flat irregular building structures when the earthquake strikes becomes a topic which is worthy of study.
For the irregular plane reinforced concrete structures in this thesis, it takes the concave corners and quality two kinds of sixth floor building structure as an example. First, it conducts with the structural analysis and design, and then proceeds with pushover analysis for seismic capacity evaluation. At the same time, analyzing both the irregular seismic capacity and the impact, which are compared to different eccentricity and vertical force, different dimension of the beam cross-section and different cross-sectional dimensions of the planar column. In conclusion, the above process are in order to comprehend the influences for structural seismic capacity of different effect factors, as well as the general seismic capacity evaluation mode of assessing the applicability in such structural seismic capacity.
According to the result of the study, different eccentricity and vertical force distribution on different structural seismic capacity analysis results leads to different degrees of impact. Hence, the seismic capacity analysis should be discreetly chosen. In addition, the extension of beam and column section may increase the seismic capacity of building structure. Nevertheless, the extension of the beam cross-section dimensions of toughness may decrease the capacity of building structures while the extension of the column section consolidated the toughness capacity of building structure. The results of this study are available for engineering practitioners and the academia as a reference.
論文目次 目錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
目錄 iii
圖目錄 vi
表目錄 ix
第一章 緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 研究方法 2
1-3 研究內容 2
第二章 文獻回顧 4
2-1 平面不規則結構種類與定義 4
2-2 建築結構耐震能力評估 6
2-3 容量譜法 8
2-4 側推分析 9
第三章 基礎理論 14
3-1 前言 14
3-2 耐震分析 14
3-3 耐震評估 17
3-3-1 ATC-40容量震譜法 17
3-3-2 非線性靜力分析(側推分析) 19
3-4 耐震能力Ap計算式 24
3-5 耐震能力PGA計算式 26
第四章 凹角性平面不規則建築結構耐震能力之探討 29
4-1 前言 29
4-2 凹角性平面不規則建築結構分析資料 29
4-3 分析結果與探討比較 34
4-3-1 不同偏心之耐震分析及設計結果 34
4-3-2 不同偏心量對耐震能力之影響 40
4-3-3 不同豎向地震力分佈對耐震能力之影響 48
4-3-4 不同梁斷面尺寸對耐震能力影響 56
4-3-5 不同柱斷面尺寸對耐震能力之影響 65
4-4 小結 75
第五章 平面質量不規則建築結構耐震能力之探討 81
5-1 前言 81
5-2 平面質量不規則結構分析資料 81
5-3 分析結果與探討比較 86
5-3-1 不同偏心之耐震分析及設計結果 86
5-3-2 不同偏心量對耐震能力之影響 91
5-3-3 不同豎向地震力分佈對耐震能力之影響 97
5-3-4 不同梁斷面尺寸對耐震能力之影響 105
5-3-5 柱斷面尺寸變化之耐震能力影響 114
5-4 小結 124
第六章 結論與建議 129
6-1 結論 129
6-2 建議 132

圖目錄
圖2-1 平面幾何形狀不規則示意圖 5
圖2-2 平面質心與鋼心之偏心不規則示意圖 6
圖2-3 平面樓板勁度不連續示意圖 6
圖3-1 多自由度系統之非線性靜力分析基底剪力與頂層位移之關係 22
圖3-2 等效單自由度系統之力 與變形 之關係 22
圖4-1 凹角性平面不規則建築結構全視圖 30
圖4-2 凹角性平面不規則建築結構平面圖 31
圖4-3 凹角性平面不規則建築結構立面圖 31
圖4-4 X向不同偏心側推分析容量曲線 41
圖4-5 X向不同偏心側推分析容量震譜 41
圖4-6 Y向不同偏心側推分析容量曲線 44
圖4-7 Y向不同偏心側推分析容量震譜 45
圖4-8 X向不同側推力側推容量曲線 49
圖4-9 X向不同側推力側推容量震譜 50
圖4-10 Y向不同側推力側推容量曲線 53
圖4-11 Y向不同側推力側推容量震譜 53
圖4-12 X向梁斷面尺寸變化容量曲線 60
圖4-13 X向梁斷面尺寸變化容量震譜 60
圖4-14 Y向梁斷面尺寸變化容量曲線 63
圖4-15 Y向梁斷面尺寸變化容量震譜 63
圖4-16 X向柱斷面尺寸變化容量曲線 70
圖4-17 X向柱斷面尺寸變化側推容量譜 70
圖4-18 Y向柱斷面尺寸變化側推容量曲線 73
圖4-19 Y向柱斷面尺寸變化側推容量震譜 73
圖5-1 平面質量不規則建築結構全視圖 82
圖5-2 平面質量不規則建築結構平面圖 83
圖5-3 平面質量不規則建築結構立面圖 83
圖5-4 X向不同偏心側推分析容量曲線 91
圖5-5 X向不同偏心側推分析容量震譜 92
圖5-6 Y向不同偏心側推分析容量曲線 94
圖5-7 Y向不同偏心側推分析容量震譜 94
圖5-8 X向不同側推力側推容量曲線 98
圖5-9 X向不同側推力側推容量震譜 99
圖5-10 Y向不同側推力側推容量曲線 102
圖5-11 Y向不同側推力側推容量震譜 102
圖5-12 X向梁斷面尺寸變化容量曲線 109
圖5-13 X向梁斷面尺寸變化容量震譜 109
圖5-14 Y向梁斷面尺寸變化容量曲線 112
圖5-15 Y向梁斷面尺寸變化容量震譜 112
圖5-16 X向柱斷面尺寸變化容量曲線 118
圖5-17 X向柱斷面尺寸變化側推容量譜 119
圖5-18 Y向柱斷面尺寸變化側推容量曲線 121
圖5-19 Y向柱斷面尺寸變化側推容量震譜 122

表目錄
表2-1 平面不規則種類與定義 5
表3-1 阻尼比修正係數 26
表3-2 結構系統之地震力折減係數 27
表3-3 地表加速度計算方式 27
表4-1 結構斷面尺寸與材料性質 32
表4-2 凹角性平面不規則建築結構各樓層地震力之豎向分配 32
表4-3 載重組合係數表 33
表4-4 X向不同偏心量耐震分析結果 35
表4-5 Y向不同偏心量耐震分析結果 36
表4-6 X向各樓層之最大位移(負X-5%偏心) 37
表4-7 Y向層各樓層之最大位移(負Y+5%) 37
表4-8 最大梁內力 38
表4-9 最大柱內力 38
表4-10 梁柱結構配筋量 39
表4-11 X向不同偏心側推分析結果 42
表4-12 X向不同偏心耐震能力分析結果 42
表4-13 Y向不同偏心側推分析結果 45
表4-14 Y向不同偏心耐震能力分析結果 46
表4-15 凹角性平面不規則結構X向不同地震力豎向分佈 48
表4-16 凹角性平面不規則結構Y向不同地震力豎向分佈 49
表4-17 X向不同側推力側推分析結果 50
表4-18 X向不同側推力耐震能力分析結果 51
表4-19 Y向不同側推力側推分析結果 54
表4-20 Y向不同側推力耐震能力分析結果 54
表4-21 梁尺寸變化表 57
表4-22 X向位移之比較(正X-5%) 57
表4-23 Y向位移之比較(正Y+5%) 58
表4-24 最大梁內力比較 58
表4-25 最大柱內力比較 59
表4-26 X向梁斷面變化側推分析結果 61
表4-27 X向梁斷面尺寸變化耐震能力分析結果 61
表4-28 Y向梁斷面尺寸變化側推分析結果 64
表4-29 Y向梁斷面尺寸變化耐震能力分析結果 64
表4-30 柱尺寸變化表 66
表4-31 X向位移之比較(正X-5%) 67
表4-32 Y向位移之比較(正Y+5%) 67
表4-33 最大梁內力比較 68
表4-34 最大柱內力比較 69
表4-35 X向柱斷面尺寸變化側推分析結果 71
表4-36 X向柱斷面尺寸變化耐震能力分析結果 71
表4-37 Y向柱斷面尺寸變化側推分析結果 74
表4-38 Y向柱斷面尺寸變化耐震能力分析結果 74
表5-1 結構斷面尺寸與材料性質 84
表5-2 平面質量不規則建築結構各樓層地震力之豎向分配 84
表5-3 載重組合係數表 85
表5-4 X向不同偏心量耐震分析結果 86
表5-5 Y向不同偏心量耐震分析結果 87
表5-6 X向各樓層之最大位移(X+5%偏心) 88
表5-7 Y向各樓層之最大位移(Y+5%偏心) 88
表5-8 最大梁內力 89
表5-9 最大柱內力 89
表5-10 梁柱結構配筋量 90
表5-11 X向不同偏心側推分析結果 92
表5-12 X向不同偏心耐震能力分析結果 92
表5-13 Y向不同偏心側推分析結果 95
表5-14 Y向不同偏心耐震能力分析結果 95
表5-15 X向不同地震力豎向分佈 97
表5-16 Y向不同地震力豎向分佈 98
表5-17 X向不同側推力側推分析結果 99
表5-18 X向不同側推力耐震能力分析結果 100
表5-19 Y向不同側推力側推分析結果 103
表5-20 Y向不同側推力耐震能力分析結果 103
表5-21 梁尺寸變化表 106
表5-22 X向位移之比較(X+5%) 106
表5-23 Y向位移之比較(Y+5%) 107
表5-24 最大梁內力比較 107
表5-25 最大柱內力比較 108
表5-26 X向不同梁斷面側推分析結果 110
表5-27 X向不同梁斷面耐震能力分析結果 110
表5-28 Y向不同梁斷面側推分析結果 113
表5-29 Y向不同梁斷面耐震能力分析結果 113
表5-30 柱尺寸變化表 115
表5-31 X向位移之比較(X+5%) 115
表5-32 Y向位移之比較(Y+5%) 116
表5-33 最大梁內力比較 117
表5-34 最大柱內力比較 117
表5-35 X向不同柱斷面側推分析結果 119
表5-36 X向不同柱斷面耐震能力分析結果 120
表5-37 Y向不同柱斷面側推分析結果 122
表5-38 Y向不同柱斷面耐震能力分析結果 123

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18.應丹君,「豎向不規則框架結構靜力彈塑性分析的側向荷載分佈研究」,寧波工程學院學報第2期,2011年。
論文使用權限
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