目前國人仍然採用傳統加設剪力牆之RC建築結構設計方式，經由假設、分析、校核、調整、再分析及再校核等步驟完成定案，設計者所完成之定案，仍然不是最經濟方案。因此本文探討建立可方便國內設計者使用且執行時間較短之加設剪力牆之RC建築結構最佳化設計模式，藉以使加設剪力牆之建築結構之RC材料使用量及結構造價可減少。
　　本文針對加設剪力牆之RC建築結構，先以ETABS軟體分析再以兩種最佳化方法進行加設剪力牆之RC建築結構之最佳化設計，以獲得加設剪力牆之RC建築結構之最佳化設計模式；另外，以ETABS及TEASPA軟體進行耐震能力評估，並探討成本最佳化與耐震能力的相關性。
　　研究結果顯示，利用本文建立之加設剪力牆之RC建築結構最佳化設計模式，可達到成本最少化之最佳化設計，亦可得到最佳化設計後可提升建築結構之耐震能力；另外後續研究可加入更多需求之設計條件，可以將此模式能更廣泛的被使用在各種複雜的工程問題上。

Currently, people are still using the traditional RC building structures with shear walls design approach. This approach is based on the steps of assumptions, analysis, checking, adjustment, re-analysis and rechecking to complete the final design. This final design is still not the most economical design. Therefore, this project is aimed to investigate and establish a model for Heuristic Method for Optimum Design of Reinforced Concrete Building Structure swith shear walls. It is intended to facilitate its usage for the domestic designer and spend less time on it. Besides, through this model we can make the usage of RC materials and the cost of RC building structures with shear walls be reduced to a minimum.
　This article focuses on RC building structures with shear walls. Firstly, we use ETABS software to analyze the influence of internal forces of RC building structures with shear walls and displacement. Then we use heuristic method and CAFÉ to put the optimized design of RC building structures with shear walls in progress in order to get the optimized design model for RC building structures with shear walls. Additionally, we investigate the relation between the cost optimization and seismic capability by ETABS and TEASPA.
　The outcome suggests that if we use this ideal model , there is an achievement of the cost-minimum optimization design and promotion of the structural seismic capability. Last but not the least, there is a room for any upcoming research to mix in more required condition. That is to say, this model is able to be widely applied on many kinds of complicated engineering problems.

目錄
誌謝	I
中文摘要	II
英文摘要	III
目錄	IV
圖目錄	VI
表目錄	X
第一章	緒論	1
1-1	研究背景與動機	1
1-2	研究目的	1
1-3	研究流程	2
1-4	研究內容	3
第二章	文獻回顧	6
2-1	加設剪力牆建築結構之地震反應分析	6
2-2	加設剪力牆建築結構之最佳化設計	6
2-3	類神經網路法之結構最佳化設計	8
2-4	加設剪力牆結構之側推分析	8
2-5	加設剪力牆建築結構之耐震能力評估	9
第三章	基礎理論與方法	12
3-1	類神經網路法	12
3-2	CAFÉ軟體	18
3-3	加設剪力牆結構之塑性鉸性質	20
3-4	加設剪力牆建築結構之耐震能力評估	40
第四章	加設剪力牆建築構架之最佳化設計	43
4-1	剪力牆厚度對構架力學行為之影響	43
4-2	剪力牆構件之最佳化設計	54
4-3	加設剪力牆建築構架之最佳化設計	57
4-4	最佳化加設剪力牆建築構架之特性分析	73
4-5	小結	81
第五章	加設剪力牆建築結構之最佳化設計	83
5-1	基本資料	83
5-2	啟發式斷面迭代法	97
5-3	CAFÉ最佳化設計	108
5-4	最佳化加設剪力牆建築結構之特性分析	119
5-5	小結	135
第六章	加設剪力牆建築結構之耐震能力評估	136
6-1	加設剪力牆建築構架之耐震能力評估	136
6-2	加設剪力牆建築結構之耐震能力評估	146
6-3	加設剪力牆建築結構之最佳化與耐震能力之關係探討	162
6-4	小結	165
第七章	結論與建議	166
7-1	結論	166
7-2	建議	168

 
圖目錄
圖 3-1類神經網路流程圖	13
圖 3-2 CAFÉ軟體最佳化流程圖	19
圖 3-3雙曲率柱受力與變形機制	20
圖 3-4雙曲率柱破壞發展過程	20
圖 3-5軸向破壞時的變未繳之修正係數k'	22
圖 3-6彎矩非線性鉸性質與側向載重位移曲線	23
圖 3-7剪力非線性鉸性質與側向載重位移曲線	24
圖 3-8 ASCE 41-06建議之RC梁非線性鉸載重位移曲線	28
圖 3-9等值寬柱模擬示意圖	30
圖 3-10載重變位曲線示意圖	31
圖 3-11彈性變位與非線性變位疊加示意圖	31
圖 3-12 RC牆之側向載重位移曲線	35
圖 4-1三層樓加設剪力牆構架立面圖	43
圖 4-2剪力牆構件立面圖	54
圖 4-3混凝土價格與剪力牆厚度關係圖	55
圖 4-4鋼筋價格與剪力牆厚度關係圖	55
圖 4-5總造價與剪力牆厚度關係圖	55
圖 4-6案例一訓練測試法誤差收斂曲線	61
圖 4-7案例一造價重要性指標	62
圖 4-8案例一造價帶狀主效果圖	62
圖 4-9案例一造價訓練散佈圖	62
圖 4-10案例一造價測試散佈圖	62
圖 4-11案例二訓練測試法誤差收斂曲線	65
圖 4-12案例二造價重要性指標	66
圖 4-13案例二造價帶狀主效果圖	66
圖 4-14案例二造價訓練散佈圖	66
圖 4-15案例二造價測試散佈圖	66
圖 4-16案例三訓練測試法誤差收斂曲線	69
圖 4-17案例三造價重要性指標	70
圖 4-18案例三造價帶狀主效果圖	70
圖 4-19案例三造價訓練散佈圖	70
圖 4-20案例三造價測試散佈圖	70
圖 5-1加設剪力牆十層鋼筋混凝土結構平面圖	83
圖 5-2加設剪力牆十層鋼筋混凝土結構X向立面圖	84
圖 5-3加設剪力牆十層鋼筋混凝土結構立體圖	84
圖 6-1加設剪力牆構架之初始方案塑性鉸破壞過程	137
圖 6-2加設剪力牆構架之案例一塑性鉸破壞過程	138
圖 6-3加設剪力牆構架之案例二塑性鉸破壞過程	139
圖 6-4加設剪力牆構架之案例二塑性鉸破壞過程	140
圖 6-5加設剪力牆構架之初始方案容量曲線	141
圖 6-6加設剪力牆構架之案例一容量曲線	141
圖 6-7加設剪力牆構架之案例二容量曲線	142
圖 6-8加設剪力牆構架之案例三容量曲線	142
圖 6-9加設剪力牆構架之初始方案容量譜	143
圖 6-10加設剪力牆構架之案例一容量譜	143
圖 6-11加設剪力牆構架之案例二容量譜	144
圖 6-12加設剪力牆構架之案例三容量譜	144
圖 6-13加設剪力牆結構之初始方案塑性鉸破壞過程	149
圖 6-14加設剪力牆結構之方案一塑性鉸破壞過程	150
圖 6-15加設剪力牆結構之案例二塑性鉸破壞過程	151
圖 6-16加設剪力牆結構之案例三塑性鉸破壞過程	152
圖 6-17加設剪力牆結構之案例四塑性鉸破壞過程	153
圖 6-18加設剪力牆結構之案例五塑性鉸破壞過程	154
圖 6-19加設剪力牆結構之初始方案容量曲線	155
圖 6-20加設剪力牆結構之案例一容量曲線	155
圖 6-21加設剪力牆結構之案例二容量曲線	156
圖 6-22加設剪力牆結構之案例三容量曲線	156
圖 6-23加設剪力牆結構之案例四容量曲線	157
圖 6-24加設剪力牆結構之案例五容量曲線	157
圖 6-25加設剪力牆結構之初始方案容量譜	158
圖 6-26加設剪力牆結構之案例一容量譜	158
圖 6-27加設剪力牆結構之案例二容量譜	159
圖 6-28加設剪力牆結構之案例三容量譜	159
圖 6-29加設剪力牆結構之案例四容量譜	160
圖 6-30加設剪力牆結構之案例五容量譜	160
圖 6-31加設剪力牆構架側推分析結果與價格折線圖	162
圖 6-32加設剪力牆結構側推分析結果與價格折線圖	164

表目錄
表 3-1 RC柱彎矩非線性鉸之參數	24
表 3-2 RC柱剪力非線性鉸之參數	25
表 3-3 RC梁彎矩非線性鉸之參數	27
表 3-4 RC梁彎矩非線性鉸參數計算表	27
表 3-5 RC梁剪力非線性鉸之參數	28
表 3-6 RC梁剪力非線性鉸參數計算表	28
表 3-7 RC牆彎矩非線性鉸之參數	40
表 3-8 RC牆剪力非線性鉸之參數	40
表 3-9 阻尼比修正係數	42
表 4-1三層樓加設剪力牆構架之斷面尺寸與材料性質	44
表 4-2樓層靜載重計算	44
表 4-3樓層活載重計算	44
表 4-4地震力係數	45
表 4-5最大柱內力	46
表 4-6最大梁內力	46
表 4-7最大剪力牆內力	46
表 4-8 X向最大位移與層間位移轉角	46
表 4-9各樓層造價	47
表 4-10各樓層最大柱剪力比較表	48
表 4-11各樓層最大柱軸力比較表	48
表 4-12各樓層最大柱彎矩比較表	48
表 4-13各樓層最大梁剪力比較表	49
表 4-14各樓層最大梁彎矩比較表	49
表 4-16各樓層最大剪力牆之剪力比較表	50
表 4-17各樓層最大剪力牆之彎矩比較表	50
表 4-18各樓層最大位移比較表	51
表 4-19各樓層最大層間位移轉角比較表	51
表 4-20牆厚7cm之各樓層造價表	52
表 4-21牆厚10cm之各樓層造價表	52
表 4-22牆厚14cm之各樓層造價表	52
表 4-23牆厚17cm之各樓層造價表	53
表 4-24牆厚20cm之各樓層造價表	53
表 4-25剪力牆厚度與價格比較表	53
表 4-26剪力牆厚度與價格比較表	56
表 4-27 案例一訓練測試法相關係數因子	62
表 4-28案例一最佳化結果尺寸	63
表 4-29案例一最佳化方案比較	63
表 4-30案例二訓練測試法相關係數因子	66
表 4-31案例二最佳化結果尺寸	67
表 4-32案例二最佳化方案比較	67
表 4-33案例三訓練測試法相關係數因子	70
表 4-35案例三最佳化結果尺寸	71
表 4-36案例三最佳化方案比較	72
表 4-37最佳化尺寸與價格比較表	73
表 4-38梁鋼筋比比較表	74
表 4-39柱鋼筋比比較表	74
表 4-40剪力牆水平鋼筋比比較表	74
表 4-41各樓層最大位移比較表	75
表 4-42各樓層最大層間位移轉角比較表	75
表 4-43各樓層最大柱剪力比較表	76
表 4-44各樓層最大柱軸力比較表	76
表 4-45各樓層最大柱彎矩比較表	76
表 4-46各樓層最大梁剪力比較表	77
表 4-47各樓層最大梁彎矩比較表	77
表 4-48剪力牆剪力比較表	78
表 4-49剪力牆軸力比較表	78
表 4-50剪力牆彎矩比較表	78
表 4-51各樓層造價表一	80
表 4-52各樓層造價表二	80
表 4-53各樓層造價表三	81
表 4-54各樓層造價表四	81
表 5-1初始結構之X向之斷面尺寸表	85
表 5-2樓層靜載重計算	85
表 5-3樓層活載重計算	85
表 5-4樓層重量表	86
表 5-5初始結構之豎向分配	86
表 5-6 初始結構之X向最大層間位移與層間位移轉角	87
表 5-7初始結構之最大柱內力	88
表 5-8初始結構之最大梁內力	89
表 5-9初始結構之最大剪力牆內力	89
表 5-10初始結構之梁、柱與剪力牆鋼筋比 90
表 5-11初始結構之柱與梁各樓層造價	90
表 5-12初始結構之樓板與剪力牆各樓層造價	91
表 5-13初始結構之各樓層造價	91
表 5-14案例一之X向之斷面尺寸表	92
表 5-15案例一之X向最大層間位移與層間位移轉角	92
表 5-16案例一之最大柱內力	93
表 5-17案例一之最大梁內力	94
表 5-18案例一之最大剪力牆內力	94
表 5-19案例一之梁、柱與剪力牆鋼筋比	95
表 5-20案例一之柱與梁各樓層造價	95
表 5-21案例一之樓板與剪力牆各樓層造價	96
表 5-22案例一之各樓層造價	96
表 5-23啟發式斷面迭代法之結構之X向斷面尺寸表(一)	98
表 5-24啟發式斷面迭代法之X向最大位移與層間位移轉角(一)	98
表 5-25啟發式斷面迭代法之最大柱內力(一)	99
表 5-26啟發式斷面迭代法之最大梁內力(一)	100
表 5-27表啟發式斷面迭代法之最大剪力牆內力(一)	100
表 5-28啟發式斷面迭代法之梁、柱與剪力牆鋼筋比(一)	101
表 5-29啟發式斷面迭代法之柱與梁各樓層造價(一)	101
表 5-30啟發式斷面迭代法之樓板與剪力牆各樓層造價(一)	102
表 5-31啟發式斷面迭代法之各樓層造價(一)	102
表 5-32啟發式斷面迭代法之結構X向斷面尺寸表(二)	103
表 5-33啟發式斷面迭代法之X向最大位移與層間位移轉角(二)	103
表 5-34啟發式斷面迭代法之最大柱內力(二)	104
表 5-35啟發式斷面迭代法之最大梁內力(二)	105
表 5-36啟發式斷面迭代法之最大剪力牆內力(二)	105
表 5-37啟發式斷面迭代法之梁、柱與剪力牆鋼筋比(二)	106
表 5-38啟發式斷面迭代法之柱與梁各樓層造價(二)	106
表 5-39啟發式斷面迭代法之樓板與剪力牆各樓層造價(二)	107
表 5-40啟發式斷面迭代法之各樓層造價(二)	107
表 5-41 CAFÉ最佳化之結構之X向之斷面尺寸表(一)	109
表 5-42 CAFÉ最佳化之X向最大位移與層間位移轉角(一)	109
表 5-43 CAFÉ最佳化之最大柱內力(一)	110
表 5-44 CAFÉ最佳化之最大梁內力(一)	111
表 5-45 CAFÉ最佳化之最大剪力牆內力(一)	111
表 5-46 CAFÉ最佳化之梁、柱與剪力牆鋼筋比(一)	112
表 5-47 CAFÉ最佳化之柱與梁各樓層造價(一)	112
表 5-48 CAFÉ最佳化之樓板與剪力牆各樓層造價(一)	113
表 5-49 CAFÉ最佳化之各樓層造價(一)	113
表 5-50 CAFÉ最佳化之結構之X向之斷面尺寸表(二)	114
表 5-51 CAFÉ最佳化之X向最大層移與層間位移轉角(二)	114
表 5-52 CAFÉ最佳化之最大柱內力(二)	115
表 5-53 CAFÉ最佳化之最大梁內力(二)	116
表 5-54 CAFÉ最佳化之最大剪力牆內力(二)	116
表 5-55 CAFÉ最佳化之梁、柱與剪力牆鋼筋比(二)	117
表 5-56 CAFÉ最佳化之柱與梁各樓層造價(二)	117
表 5-57 CAFÉ最佳化之樓板與剪力牆各樓層造價(二)	118
表 5-58 CAFÉ最佳化之各樓層造價(二)	118
表 5-59內梁尺寸與價格比較表	120
表 5-60外梁尺寸與價格比較表	121
表 5-61柱尺寸與價格比較表	122
表 5-62剪力牆厚度與價格比較表	122
表 5-63梁鋼筋比比較表	123
表 5-64柱鋼筋比比較表	124
表 5-65剪力牆水平鋼筋比比較表	124
表 5-66各樓層最大位移比較表	125
表 5-67各樓層最大柱剪力比較表	126
表 5-68各樓層最大柱軸力比較表	126
表 5-69各樓層最大柱彎矩比較表	127
表 5-70各樓層最大梁剪力比較表	127
表 5-71各樓層最大梁彎矩比較表	128
表 5-72各樓層最大剪力牆剪力比較表	129
表 5-73各樓層最大剪力牆軸力比較表	129
表 5-74各樓層最大剪力牆彎矩比較表	130
表 5-75各樓層造價表一	132
表 5-76各樓層造價表二	132
表 5-77各樓層造價表三	133
表 5-78各樓層造價表四	133
表 5-79各樓層造價表五	134
表 5-80各樓層造價表六	134
表 6-1 側推分析之構架尺寸表	136
表 6-2加設剪力牆構架側推分析結果	145
表 6-3內梁尺寸比較表	146
表 6-4外梁尺寸比較表	147
表 6-5柱尺寸比較表	148
表 6-6剪力牆厚度比較表	148
表 6-7加設剪力牆結構側推分析結果	161
表 6-8加設剪力牆構架側推分析結果與價格比較表	163
表 6-9加設剪力牆結構側推分析結果與價格比較表	164

參考文獻
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