| 姓名 |
劉承達(Cheng-ta Liu)
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土木工程學系 |
| 論文名稱 |
老舊鋼筋混凝土建築物之耐震評估與補強研究
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| 摘要(中) |
本文主要是根據ATC-40所提出的容量震譜法來進行國內老舊混凝土建築物之耐震評估，再針對耐震性能不足之老舊建築物進行補強。採用容量震譜法評估老舊混凝土建築物時，是以ETABS程式進行推垮分析來獲得建築物詳細耐震能力與待補強之資料，而補強方法則分別採用下列兩種方法：1)國內工程界慣用之鋼板包覆配合剪力牆的補強方法，和2)以增效式阻尼器補強之方法，最後並比較兩種方法補強後之建物耐震能力提升效果。分析結果顯示，增效式阻尼裝置在進行老舊建築物補強對建築物耐震能力有較為明顯的改善，且較容易施工。
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| 摘要(英) |
Following the procedure of capacity spectrum method proposed in ATC-40, the assessment of seismic capability of old RC buildings using ETABS program is studied first in this research. According to the assessment results, two retrofit techniques are then respectively adopted to strengthen the seismic capacity of the old RC buildings. The first retrofit technique that is commonly used in engineering practice currently is using external steel jackets to increase the strength and stiffness of columns and beams and using shear walls to increase the lateral stiffness of the system. The other retrofit technique studied in this research is using the efficiency-enhanced added damping and stiffness devices to increase the stiffness and energy dissipation capacity of the structural systems. The efficiency of the two retrofit techniques in increasing the seismic capacity of the old RC buildings is compared. It is shown that not only the seismic performance of the retrofitted buildings by applying the second retrofit technique is better than that of the first one but the construction technique is easier.
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| 關鍵字(中) |
★ 容量震譜法 |
關鍵字(英) |
★ capacity spectrum method |
| 論文目次 |
目錄 I
表目錄 IV
圖目錄 VII
附錄目錄 X
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 文獻回顧 2
1.2.1 耐震評估方法 2
1.2.2 建築物補強 5
1.3 研究方法與目的 7
1.4 內容大綱 7
第二章 容量震譜法與建築物補強工法 9
2.1 ATC-40容量震譜法簡介 9
2.1.1 容量曲線與容量震譜 10
2.1.2 需求震譜 11
2.1.3 需求譜之折減 12
2.1.4 性能績效點（Performance point） 14
2.1.5 檢核性能績效點之標準 16
2.2 增效式加勁阻尼裝置簡介 18
2.2.1 三角形加勁阻尼器之力學性質 19
2.2.2 增效式阻尼裝置 21
2.3 傳統RC建築物耐震補強工法簡介 22
2.3.1 柱鋼鈑圍束補強工法（韌性圍束補強） 22
2.3.2 加設剪力牆 24
2.3.3 樑底部鋼筋植入補強工法 25
第三章 耐震評估與補強設計 26
3.1 建築物耐震評估流程介紹 26
3.2 初步評估 26
3.3 詳細評估 27
3.3.1 分析模型之模擬參數 28
3.4 增效式加勁阻尼裝置設計流程 32
第四章 耐震評估與補強實例 35
4.1 建築結構概述 35
4.2 初步評估結果 35
4.2.1 詳細評估過程 35
4.2.2 建立ETABS分析模型 36
4.2.3 現有建築物耐震能力之需求標準 37
4.2.4 推垮分析結果 38
4.3 補強案例 39
4.3.1 補強方法一之新館左棟補強及分析 40
4.3.2 補強方法一之新館右棟補強及分析 41
4.3.3 補強方法二之新館左棟補強及分析 42
4.3.4 補強方法二之新館右棟補強及分析 43
4.4 補強結果比較 45
第五章 結論與建議 48
5.1 結論 48
5.2 建議 48
參考文獻 50
表目錄
表2-1 ATC-40結構物行為種類分類表【10】 54
表2-2 阻尼修正k值對照表【10】 54
表2-3 最小容許 與 【10】 55
表2-4 ATC-40中樓層最大層間變位角之限制【10】 55
表3-1 直轄市縣（市）政府公有建築物基本資料調查表【27】 56
表3-2 鋼筋混凝土造建築物耐震能力初步評估表【27】 57
表3-3 混凝土樑之非線性行為建議設定參數【10】 58
表3-4混凝土柱之非線性行為建議設定參數【10】 59
表3-5彎矩控制之RC牆非線性行為建議設定參數【10】 60
表3-6 剪力控制之RC牆非線性行為建議設定參數【10】 60
表4-1 混凝土強度表 61
表4-2 不含磚牆之行政大樓新館-左棟震動模態分析表 61
表4-3 不含磚牆之行政大樓舊館震動模態分析表 62
表4-4 不含磚牆之行政大樓新館-右棟震動模態分析表 62
表4-5 含磚牆之行政大樓新館-左棟震動模態分析表 63
表4-6 含磚牆之行政大樓舊館震動模態分析表 63
表4-7 含磚牆之行政大樓新館-右棟震動模態分析表 64
表4-8 行政大樓新館-左棟之設計地震力豎向分配表 64
表4-9 行政大樓舊館之設計地震力豎向分配表 65
表4-10 行政大樓新館-右棟之設計地震力豎向分配表 65
表4-11 行政大樓新館-左棟無磚牆之分析結果 65
表4-12 行政大樓舊館無磚牆之分析結果 66
表4-13 行政大樓新館-右棟無磚牆之分析結果 66
表4-14 行政大樓新館-左棟含磚牆之分析結果 66
表4-15 行政大樓舊館含磚牆之分析結果 66
表4-16 行政大樓新館-右棟含磚牆之分析結果 67
表4-17 行政大樓新館-左棟需柱圍束補強之柱桿件編號 67
表4-18 行政大樓新館-左棟補強方法一之分析結果 67
表4-19 行政大樓新館-右棟需柱圍束補強之柱桿件編號 68
表4-20 行政大樓新館-右棟補強方法一之分析結果 68
表4-21 行政大樓新館-左棟補強方法二之分析結果 68
表4-22 行政大樓新館-右棟補強方法二之分析結果 68
表4-23 行政大樓新館-左棟補強方法一中需圍束補強之桿件斷面 69
表4-24 行政大樓新館-左棟補強方法一中增設剪力牆之斷面性質 69
表4-25 行政大樓新館-左棟補強方法二中需包覆鋼鈑之桿件斷面 70
表4-26 行政大樓新館-左棟補強方法二中斜撐斷面 70
表4-27 行政大樓新館-左棟補強方法二中剛體斷面 71
表4-28 行政大樓新館-左棟補強方法二中阻尼裝置鋼鈑數量 71
表4-29 行政大樓新館-右棟補強方法一中需圍束補強之桿件斷面 71
表4-30 行政大樓新館-右棟補強方法一中需植筋之桿件 72
表4-31 行政大樓新館-右棟補強方法二中需包覆鋼鈑之桿件斷面 72
表4-32 行政大樓新館-右棟補強方法二中斜撐斷面 73
表4-33 行政大樓新館-右棟補強方法二中剛體斷面 73
表4-34 行政大樓新館-右棟補強方法二中阻尼裝置鋼鈑數量 74
表4-35 補強結果比較表 74
表4-36 方法一之左棟材料估價表 74
表4-37 方法二之左棟材料估價表 74
表4-38 方法一之右棟材料估價表 75
表4-39 方法二之右棟材料估價表 75
圖目錄
圖2-1 容量曲線示意圖 76
圖2-2 容量震譜示意圖 76
圖2-3 需求震譜 關係示意圖 77
圖2-4 需求震譜 關係示意圖 77
圖2-5 阻尼對反應譜之折減示意圖 78
圖2-6 之能量消散示意圖 79
圖2-7 需求譜之折減示意圖 79
圖2-8 等面積雙線性化 80
圖2-9 性能績效點示意圖 80
圖2-10 圍束不良桿件之塑性角破壞準則示意圖 81
圖2-11 矩形、X形、三角形加勁阻尼裝置鋼板受作用力下之彎矩及曲率圖 82
圖2-12 三角形鋼板所組成的加勁阻尼裝置示意圖 83
圖2-13 加勁阻尼裝置與開槽結合之示意圖 83
圖2-14 增效式加勁阻尼裝置安裝於構架之示意圖 84
圖2-15 增效式裝置槓桿原理示意圖 84
圖2-16 增效式裝置作功原理示意圖 85
圖3-1 樑桿件力與變形關係設定值 86
圖3-2 柱桿件力與變形關係設定值 87
圖3-3 鋼筋混凝土牆彎矩控制之力與變形關係設定值 88
圖3-4 鋼筋混凝土牆剪力控制之力與變形關係設定值 89
圖3-5 磚牆力與變形關係設定值 90
圖4-1 行政大樓一樓結構平面圖示意圖 91
圖4-2 ETABS評估模型之3-D圖(行政大樓新館-左棟) 92
圖4-3 ETABS評估模型之俯視圖(行政大樓新館-左棟) 93
圖4-4 ETABS評估模型之前視圖(行政大樓新館-左棟) 94
圖4-5 ETABS評估模型之左側視圖(行政大樓新館-左棟) 95
圖4-6 ETABS評估模型之後視圖(行政大樓新館-左棟) 96
圖4-7 ETABS評估模型之右側視圖(行政大樓新館-左棟) 97
圖4-8 ETABS評估模型之3-D圖(行政大樓舊館) 98
圖4-9 ETABS評估模型之俯視圖(行政大樓舊館) 99
圖4-10 ETABS評估模型之前視圖(行政大樓舊館) 100
圖4-11 ETABS評估模型之左側視圖(行政大樓舊館) 101
圖4-12 ETABS評估模型之後視圖(行政大樓舊館) 102
圖4-13 ETABS評估模型之右側視圖(行政大樓舊館) 103
圖4-14 ETABS評估模型之3-D圖(行政大樓新館-右棟) 104
圖4-15 ETABS評估模型之俯視圖(行政大樓新館-右棟) 105
圖4-16 ETABS評估模型之前視圖(行政大樓新館-右棟) 106
圖4-17 ETABS評估模型之左側視圖(行政大樓新館-右棟) 107
圖4-18 ETABS評估模型之後視圖(行政大樓新館-右棟) 108
圖4-19 ETABS評估模型之右側視圖(行政大樓新館-右棟) 109
圖4-20 需補強柱桿件位置之一樓平面圖 110
圖4-21 需補強柱桿件位置之二樓平面圖 111
圖4-22 柱鋼鈑圍束補強後之塑鉸性質 112
圖4-23增設剪力牆位置之一樓平面圖 113
圖4-24 增設剪力牆之斷面性質 114
圖4-25 需補強柱桿件位置之一樓平面圖 115
圖4-26 需植筋補強樑桿件位置之立面圖 116
圖4-27 植筋補強後樑桿件之斷面性質 116
圖4-28 左棟阻尼裝置架設位置之平面圖 117
圖4-29 阻尼裝置架設後之立面圖 118
圖4-30 阻尼裝置之槓桿斷面圖 118
圖4-31 右棟阻尼裝置架設位置之平面圖 119
附錄目錄
附錄1 ETABS評估模型之桿件編號圖(行政大樓新館-左棟) 120
圖1 柱與RC牆編號圖(行政大樓新館-左棟) 120
圖2 樑編號圖(行政大樓新館-左棟) 121
附錄2 ETABS評估模型之桿件配筋表(行政大樓新館-左棟) 122
表1 柱配筋表(行政大樓新館-左棟) 122
表1 柱配筋表-續(行政大樓新館-左棟) 123
表2 樑配筋表(行政大樓新館-左棟) 123
表2 樑配筋表-續(行政大樓新館-左棟) 124
表2 樑配筋表-續(行政大樓新館-左棟) 125
表2 樑配筋表-續(行政大樓新館-左棟) 126
表2 樑配筋表-續(行政大樓新館-左棟) 127
表2 樑配筋表-續(行政大樓新館-左棟) 128
表2 樑配筋表-續(行政大樓新館-左棟) 129
表2 樑配筋表-續(行政大樓新館-左棟) 130
表2 樑配筋表-續(行政大樓新館-左棟) 131
表2 樑配筋表-續(行政大樓新館-左棟) 132
表2 樑配筋表-續(行政大樓新館-左棟) 133
表2 樑配筋表-續(行政大樓新館-左棟) 134
表2 樑配筋表-續(行政大樓新館-左棟) 135
表3 RC牆配筋表(行政大樓新館-左棟) 136
附錄3 ETABS評估模型之桿件編號圖(行政大樓舊館) 137
圖3 柱與RC牆編號圖(行政大樓舊館) 137
圖4 樑編號圖(行政大樓舊館) 138
附錄4 ETABS評估模型之桿件配筋表(行政大樓舊館) 139
表4 柱配筋表(行政大樓舊館) 139
表4 柱配筋表-續(行政大樓舊館) 140
表4 柱配筋表-續(行政大樓舊館) 141
表4 柱配筋表-續(行政大樓舊館) 142
表5 樑配筋表(行政大樓舊館) 143
表5 樑配筋表-續(行政大樓舊館) 144
表5 樑配筋表-續(行政大樓舊館) 145
表5 樑配筋表-續(行政大樓舊館) 146
表5 樑配筋表-續(行政大樓舊館) 147
表5 樑配筋表-續(行政大樓舊館) 148
表5 樑配筋表-續(行政大樓舊館) 149
表5 樑配筋表-續(行政大樓舊館) 150
表6 RC牆配筋表(行政大樓舊館) 151
附錄5 ETABS評估模型之桿件編號圖(行政大樓新館-右棟) 152
圖5 柱與RC牆編號圖(行政大樓新館-右棟) 152
圖6 樑編號圖(行政大樓新館-右棟) 153
附錄6 ETABS評估模型之桿件配筋表(行政大樓新館-右棟) 154
表7 柱配筋表(行政大樓新館-右棟) 154
表7 柱配筋表-續(行政大樓新館-右棟) 155
表8 樑配筋表(行政大樓新館-右棟) 156
表8 樑配筋表-續(行政大樓新館-右棟) 157
表8 樑配筋表-續(行政大樓新館-右棟) 158
表8 樑配筋表-續(行政大樓新館-右棟) 159
表8 樑配筋表-續(行政大樓新館-右棟) 160
表8 樑配筋表-續(行政大樓新館-右棟) 161
表8 樑配筋表-續(行政大樓新館-右棟) 162
表8 樑配筋表-續(行政大樓新館-右棟) 163
表8 樑配筋表-續(行政大樓新館-右棟) 164
表8 樑配筋表-續(行政大樓新館-右棟) 165
表8 樑配筋表-續(行政大樓新館-右棟) 166
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| 參考文獻 |
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32.劉承泰，「安裝增效式阻尼裝置鋼筋混凝土樓房之非彈性地震反應」，碩士論文，國立中央大學土木工程研究所，桃園中壢，2006年7月
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| 指導教授 |
莊德興(Der-Shin Juang)
|
審核日期 |
2009-2-2 |
| 推文 |
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