利用側推分析法建立RC建築物易損性曲線之研究-以五層樓實際公寓建築為例

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郭竑易(Hong-yi Guo) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

利用側推分析法建立RC建築物易損性曲線之研究-以五層樓實際公寓建築為例

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摘要(中)

易損性曲線為快速評估結構物地震損傷程度之重要參考指標，本研究應用一棟桃園地區實際5層樓建築案例，透過非線性靜力側推分析(pushover analysis)方法輔助，並參考住宅地震保險基金(Taiwan Residential Earthquake Insurance Fund)建議之構件損害係數，以及考量構件修復成本的影響，建立出真實RC房屋結構之易損性曲線。為探討其合理性，該曲線將與Hazus-MH MR5規範及TREIF建議之評估結果進行分析及比較。
分析結果顯示:(1) 由案例分析結果得知，Sa達0.34g時，TREIF視為全損理賠，但SDI須在Sa超過0.55g，方達全損理賠標準，表示本案例採用TREIF理賠標準對保戶較為有利。(2)本研究將構件修復成本納入梁柱權重分配之考量，其結果較採用等權進行分析合理。(3)由案例分析結果顯示，Hazus-MH MR5高等級規範所建立的易損性曲線，較符合本研究案例之損傷情形。

摘要(英)

Fragility curve is an important index to assess the damage degree of structures under earthquake excitations. An example to build the fragility curve is applied in this study with a practical five floors reinforced concrete structure. Pushover analysis method, some suggested parameters of damage from Taiwan Residential Earthquake Insurance Fund (TREIF), and the influence of repair cost are all considered herein. The built fragility curve will be compared with that from Hazus-MH MR5 code and TREIF.
The results show: (1) In the benchmark of claim from TREIF, the Sa value is larger than 0.34g.But the same mechanism will occurred until the Sa value is over 0.55g in this study. (2) The use of different weights for beam and column shows the more reasonable result in comparison with that for the equivalent weights; (3) The fragility curve built in this study is close to that from Hazus-MH MR5 in high-code.

關鍵字(中)

★ 易損性曲線
★ 非線性靜力側推分析
★ 構件損害係數
★ 損害指標

關鍵字(英)

★ fragility curve
★ nonlinear static pushover analysis
★ component damage factor
★ damage index

論文目次

目錄
摘要 I
Abstract II
目錄 III
表目錄 VI
圖目錄 VIII
第1章緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 論文內容 7
第2章結構物易損性曲線建立方法介紹 9
2.1 結構物分類 9
2.2 巨災風險評估模型 17
2.2.1 地震事件推測模組 18
2.2.2 危害度分析模組 22
2.2.3 建築物損害分析模組 24
2.2.4 財務分析模組 25
2.3 易損性曲線理論及方法介紹 28
2.3.1 經驗模式評估法 28
2.3.2 非線性動力分析法 30
2.3.3 非線性靜力分析法 38
2.3.4 成本模式評估法 59
第3章案例分析及易損性曲線建立流程 63
3.1 分析模型建立 63
3.2 非線性塑鉸計算方式及操作流程介紹 67
3.2.1 鋼筋混凝土構材非線性行為之分析 68
3.2.2 SERCB操作流程介紹 76
3.3 案例側推分析結果 83
3.4 易損性曲線之建立及比較 90
3.4.1 住宅地震保險基金評估方法介紹及分析結果 91
3.4.2 Hazus-MH MR5規範評估方法介紹及分析結果 96
3.4.3 本研究評估方法介紹及分析結果 101
3.4.4 分析結果比較 108
第4章結論與建議 111
4.1 結論 111
4.2 建議 111
參考文獻 112
附錄A 我國不同時期耐震設計規範地震力之規定 116
表目錄
表 2 1台閩地區歷年建築物使用執照-按用途別分 10
表 2 2台閩地區歷年建築物用途別比例 10
表 2 3台閩地區歷年建築物使用執照-按構造別分 11
表 2 4台閩地區歷年建築物構造別比例 12
表 2 5台閩地區歷年建築物使用執照-按層樓別分 12
表 2 6台閩地區歷年建築物層樓別比例 13
表 2 7 1990年至2008年嘉南地區地震規模大小參考表【23】 19
表 2 8臺北分區內之地震震源參數參考表【23】 20
表 2 9地震事件損失參考表 27
表 2 10 Hazus-MH MR5【32】建議之修復成本比 37
表 2 11 ATC-40【2】結構行為分類 45
表 2 12不同結構類型下阻尼對κ的修正 45
表 2 13 SRA及SRV所允許的最小值 46
表 2 14有效阻尼比βeff(in percent)(TypeA) 56
表 2 15有效阻尼比βeff(in percent)(TypeB) 57
表 2 16有效阻尼比βeff(in percent)(TypeC) 57
表 2 17台北市建築物總工程費單價參考表 61
表 2 18非結構物單價參考表 61
表 2 19南投縣各類建築物殘值率示意圖 62
表 3 1 RC住宅建築物結構構材破壞程度定義【35】 92
表 3 2住宅地震保險採用之構件損害係數(DF)來源【35】 92
表 3 3鋼筋混凝土構件不同破壞等級對應之修復方式 94
表 3 4結構型式分類 97
表 3 5高等級規範各類建築物所對應之PGA大小 98
表 3 6中等級規範各類建築物所對應之PGA大小 99
表 3 7低等級規範各類建築物所對應之PGA大小 100
表 3 8構件破壞等級與損壞係數對應關係【35】 101
表 3 9 ETABS【16】與TREIF【35】損害程度對應關係 102
表 3 10建案B之梁柱建造材料統計結果 104
表 3 11建案C之梁柱建造材料統計結果 104
表 3 12建造材料參考單價 104
表 3 13建案A各樓層SDI計算結果 106
圖目錄
圖 2 1民國六十三年耐震設計規範震區分佈圖 15
圖 2 2民國七十一年耐震設計規範震區分佈圖 15
圖 2 3民國八十六年耐震設計規範震區分佈圖 16
圖 2 4民國八十八年耐震設計規範震區分佈圖 16
圖 2 5或然率架構方程式示意圖【22】 17
圖 2 6巨災風險評估模型之模組架構圖 18
圖 2 7臺灣地區1991至2008年之地震震央分布圖【23】 20
圖 2 8隱沒帶構造示意圖 22
圖 2 9危害度分析模組示意圖 23
圖 2 10地震損失超越或然率曲線【26】 25
圖 2 11工程險標的物天災事件損失表建立流程 27
圖 2 12 (a)PGA(b)PGV(c)JMA intensity 之建築物易損性曲線【28】 30
圖 2 13利用動力分析法建立易損性曲線流程示意圖 31
圖 2 14層間變位角示意圖 32
圖 2 15最大層間變位角示意圖 32
圖 2 16反應譜繪製流程 33
圖 2 17譜加速度與最大層間變位關係圖 35
圖 2 18 Hazus-MH MR5【32】定義之結構物易損性曲線 36
圖 2 19損害程度或然率分佈圖 37
圖 2 20 ADRS格式 42
圖 2 21阻尼對反應譜折減 44
圖 2 22 ED的能量消散 44
圖 2 23 ADRS格式下彈性設計反應譜與容量曲線交點示意圖 48
圖 2 24選擇一試誤點(dpi，api) 48
圖 2 25建立容量譜的雙線性關係 49
圖 2 26折減後之需求譜 49
圖 2 27一群依據βeff折減之反應譜 52
圖 2 28容量曲線轉換至容量譜 52
圖 2 29繪出不同的阻尼比對位移之點 53
圖 2 30轉換容量曲線至容量譜 55
圖 2 31 Line1與Line2之建立 55
圖 2 32 Line3之建立 56
圖 2 33利用側推分析建立易損性曲線流程圖 59
圖 3 1梁柱材料性質 64
圖 3 2梁斷面示意圖 64
圖 3 3柱斷面示意圖 65
圖 3 4梁柱桿件折減之設定視窗 65
圖 3 5各樓層磚牆之單位重加至樓板示意圖 66
圖 3 6民國八十六年五層樓RC造結構物 66
圖 3 7廣域作標X方向地震力及側向分佈 67
圖 3 8鋼筋混凝土構材軸力-彎矩交互影響圖【21】 71
圖 3 9混凝土剪力強度-轉角關係圖【21】 74
圖 3 10混凝土柱剪力強度-轉角轉換至彎矩-轉角關係圖【21】 74
圖 3 11鋼筋混凝土柱破壞模式之判別 75
圖 3 12分析程序-批次分析 76
圖 3 13新增案例視窗 77
圖 3 14匯出建築模型資料視窗 78
圖 3 15匯出模型MDB檔 78
圖 3 16斷面配筋示意圖 79
圖 3 17材料性質示意圖 79
圖 3 18設定靜載重及側向載重 80
圖 3 19軸力-彎矩曲線示意圖 81
圖 3 20梁柱斷面之極限軸力示意圖 81
圖 3 21考慮軸力變化與極限狀態塑鉸定義方式【21】 82
圖 3 22構件塑鉸示意圖 82
圖 3 23梁的塑鉸參數示意圖 83
圖 3 24柱的塑鉸參數示意圖 84
圖 3 25塑鉸之力與位移關係曲線 85
圖 3 26梁柱塑鉸設定位置 86
圖 3 27 3D模型塑鉸示意圖 86
圖 3 28 2D模型塑鉸示意圖 87
圖 3 29結構物之容量曲線 88
圖 3 30容量曲線數據 88
圖 3 31建築物之容量震譜 90
圖 3 32建案A參考TREIF評估方法建立之理賠基準曲線 95
圖 3 33將圖 3 32 Sa改為PGA之理賠基準曲線 96
圖 3 34本研究方法易損性曲線建立流程 105
圖 3 35建案A依本研究方法建立之易損性曲線 107
圖 3 36將圖 3 35 Sa改為PGA之易損性曲線 107
圖 3 37本研究評估方法與TREIF【35】之曲線比較 109
圖 3 38將圖 3 37 Sa改為PGA之曲線比較 109
圖 3 39本研究評估方法與Hazus-MH MR5【32】規範之易損性曲線比較 110

參考文獻

參考文獻
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指導教授

蔣偉寧

審核日期

2015-1-15

推文