鋼構造建築物耐震能力詳細評估

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欒大誠(Da-Cheng Luan) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

鋼構造建築物耐震能力詳細評估
(Seismic Evaluation Method for Steel Structure Buildings)

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摘要(中)

完整的建築物耐震能力評估包括初評與詳評，本研究提出鋼構造建築物耐震能力初步評估與詳細評估辦法。鋼構造建築物耐震能力初步評估法適用於低矮型的鋼結構建築物，以檢核柱、斜撐等抗側向力構件是否能滿足耐震需求判斷建築物的耐震性能。鋼構造詳細評估法為延續鋼筋混凝土建築物耐震能力詳細評估方法之原理以容量震譜法與非線性靜力側推分析為基礎，並使用國內工程師普遍使用之ETABS程式進行非線性靜力側推分析。本研究整理與統計國內已完成的118筆鋼結構構件試驗資料，提出構件受力與變形之建議塑鉸曲線，且與ETABS程式內建值、FEMA 273及ASCE 41-13等建議塑鉸曲線比較，顯示本研究所提出的受力與變形曲線較為接近試驗結果且偏保守。其次，經由分析兩座門形鋼構架與一座同心斜撐鋼構架試驗結果，使用本研究提出的構件受力與變形曲線所得之構架側推曲線仍較ETABS程式及FEMA273及ASCE41-13接近試驗反應，顯示本研究所提出之構件受力與變形曲線確實較為合理。最後，本研究選取兩棟鋼構造建築物進行耐震初步評估及詳細評估，以完整說明鋼構造耐震評估流程並對評估結果進行討論。

摘要(英)

A complete seismic evaluation method for buildings include preliminary evaluation and detailed evaluation, the study propose preliminary and detailed seismic evaluation method for steel structure buildings. Preliminary seismic evaluation method for steel structures apply to low steel structure buildings, and check whether the anti-lateral force components can satisfy the seismic demand to determine the seismic performance of buildings. Seismic evaluation method for steel structures based on the same theory as seismic evaluation method for reinforced concrete buildings, which include capacticy spectrum method and nonlinear static analysis, and we use ETABS to run nonlinear static pushover analysis. The study collated and recorded 118 steel structure experimental data and proposed the force and deformation plastic hinge curves. Compare the force and deformation curves to ETABS default, FEMA 273, and ASCE 41-13, showing that the force and deformation curves proposed in this study are closer to the experimental results and are conservative. Secondly, through analyzed two gated steel frames and a concentrically braced steel frame, we found that analyzing with force and deformation curves proposed in this study can get results whtch are closer to the experimental reaction than analyzing with ETABS default, FEMA 273, and ASCE 41-13. It shows the force and deformation curves proposed in this study are more reasonable. Last, there are seismic evaluations and explanations for two steel structure buildings.

關鍵字(中)

★ 鋼構造
★ 初步評估
★ 詳細評估
★ 側推分析

關鍵字(英)

★ steel structure
★ seismic evaluation
★ pushover analysis

論文目次

摘要..............................................................................................................................................i
Abstract.......................................................................................................................................ii
誌謝...........................................................................................................................................iii
目錄............................................................................................................................................iv
表目錄.....................................................................................................................................viii
圖目錄........................................................................................................................................xi
第一章緒論...............................................................................................................................1
1-1鋼構造耐建築物震能力詳細評估法研擬…...............................................................1
1-2文獻回顧.......................................................................................................................1
1-3現存既有之評估法.......................................................................................................1
1-4研究內容.......................................................................................................................2
1-5耐震評估流程...............................................................................................................3
第二章耐震初步評估...............................................................................................................5
2-1 基本參數設定.............................................................................................................5
2-1-1破壞模式............................................................................................................5
2-1-2單位面積載重....................................................................................................5
2-1-3材料強度............................................................................................................6
2-1-4螺栓強度............................................................................................................6
2-1-5接頭強度計算....................................................................................................6
2-2側向力強度...................................................................................................................8
2-3基本耐震性能...............................................................................................................9
2-3-1最小設計水平總橫力........................................................................................9
2-3-2結構系統地震力折減系數..............................................................................10
2-3-3基本耐震性能..................................................................................................12
2-4耐震指標.....................................................................................................................12
2-5鋼構造建築物耐震初步評估使用範圍.....................................................................14
2-6鋼構造建築物案例分析與初步評估表.....................................................................14
2-7鋼構造建築物耐震能力初步評估總結.....................................................................15
第三章非線性靜力分析.........................................................................................................17
3-1容量震譜法.................................................................................................................17
3-2構件行為說明及模擬.................................................................................................20
3-2-1全束制構架......................................................................................................21
3-2-2局部束制構架..................................................................................................22
3-2-3鋼斜撐構架......................................................................................................25
3-3其他文獻中的構件行為說明及模擬.........................................................................27
3-3-1 FEMA 356的構件行為說明及模擬...............................................................27
3-3-2 ASCE 41-13的構件行為說明及模擬............................................................27
第四章耐震詳細評估分析.....................................................................................................29
4-1 ETABS簡介................................................................................................................29
4-1-1 SAP 2000與ETABS的異同...........................................................................29
4-2分析流程.....................................................................................................................30
4-3剛域.............................................................................................................................32
4-4 ETABS的內建塑鉸曲線............................................................................................33
4-5簡單側推結果驗證.....................................................................................................35
4-6 ETABS各版本塑鉸設定差異....................................................................................35
4-6-1 ETABS 9..........................................................................................................35
4-6-2 ETABS 13........................................................................................................36
4-6-3 ETABS 16........................................................................................................36
第五章耐震詳細評估結果檢核.............................................................................................37
5-1容量曲線與容量震譜.................................................................................................37
5-2性能目標地表加速度與屋頂位移曲線.....................................................................37
5-3耐震詳細評估結果判讀.............................................................................................37
第六章塑鉸建議.....................................................................................................................39
6-1資料蒐集與統計.........................................................................................................39
6-1-1彎矩塑鉸..........................................................................................................39
6-1-2剪力塑鉸..........................................................................................................44
6-1-3軸力塑鉸..........................................................................................................44
第七章構架試驗比較.............................................................................................................53
7-1構架試驗比較.............................................................................................................53
7-1-1構架試驗1.......................................................................................................53
7-1-2構架試驗2.......................................................................................................54
7-1-3構架試驗3.......................................................................................................56
第八章實際案例分析.............................................................................................................59
8-1桃園八德廠房.............................................................................................................59
8-1-1桃園八德廠房耐震初評..................................................................................59
8-1-2桃園八德廠房耐震初評:弱層檢核................................................................64
8-1-3桃園八德廠房耐震詳細評估..........................................................................75
8-1-4桃園八德廠房側推結果探討..........................................................................77
8-2緬甸大樓.....................................................................................................................78
8-2-1緬甸大樓耐震初評..........................................................................................79
8-2-2緬甸大樓耐震初評:弱層檢核........................................................................84
8-2-3緬甸大樓耐震詳細評估..................................................................................91
8-2-4緬甸大樓側推結果探討..................................................................................94
8-2-5緬甸大樓X方向側推曲線探討......................................................................96
第九章結論與建議.................................................................................................................99
9-1結論…………………………….................................................................................99
9-1建議……………………………...............................................................................101
參考文獻.................................................................................................................................103
附錄.........................................................................................................................................292

參考文獻

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指導教授

王勇智、林敏郎(Yong-Chih Wang Min-Lang Lin)

審核日期

2017-7-20

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