| 研究生: |
葉俊宏 Yeh, Cung-Hung |
|---|---|
| 論文名稱: |
磚造歷史建築物磚牆力學特性與耐震評估 Several Mechanic Properties of Brick-wall and its Application in Seismic Assessment of Brick Historic Buildings |
| 指導教授: |
張嘉祥
Chang, Ja-Shian |
| 學位類別: |
碩士 Master |
| 系所名稱: |
規劃與設計學院 - 建築學系 Department of Architecture |
| 論文出版年: | 2004 |
| 畢業學年度: | 92 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 146 |
| 中文關鍵詞: | 磚牆 、歷史建築 、彈性模數 、評估法 、剛度 |
| 外文關鍵詞: | Seismic Assessment, Historical Buildings, Rigidity, Brick Wall, Modulus of Elasticity |
| 相關次數: | 點閱:182 下載:17 |
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台灣現存磚造建築物大多是日治時期所遺留下來,興建之初並未有一套完善之結構設計及評估標準。站在文化資產保存的觀點,了解磚造建築物之耐震性能,實為修復保存上相當重要的一環。故本論文目的在於建立一套簡易、快速、合理之磚造歷史建築物耐震評估法。
本文以探討紅磚、灰縫及整道磚牆之力學特性為建立本評估之基礎,其研究內容如下:
(1)經由實驗及文獻回顧了解磚的抗壓強度、彈性模數及撓曲強度,及灰縫組成、抗壓強度與彈性模數之關係,與介面力學特性。
(2)將已知之紅磚彈性模數與灰縫之彈性模數,以宏觀的複合材料觀念,將牆體轉換成等效之彈性模數與等效剪彈性模數。
(3)討論磚牆面內剛度,並由理論及研究文獻中之實驗試體來做推導;在磚牆面內破壞強度方面,主要探討磚牆周圍束制與破壞模式之關係,了解磚牆之面內破壞強度之關係。
(4)根據前面所介紹之磚牆材料特性及力學特性,以靜態推垮曲線法為評估之核心,建立本文之耐震評估法。
經由本文之探討,獲致主要結果有:
(1)介面摩擦係數在評估應用上,建議修正為0.4。
(2)以圖形化建立彈性模數比之關係,可快速取得磚牆等效彈性模數與等效剪彈性模數。
(3)所推導之上下束制牆體之剛度,可做為實驗上之剛度預測。
(4)以牆體高寬比、介面抗拉強度、介面抗剪強度及軸壓力做為影響因子,經理論方式修正牆體有效抗剪面積。
(5)單元牆體之Q-∆關係曲線圖以等效彈性模數與等效彈性剪模數為理論基礎,並以單元牆體之能量吸收成為耐震評估之基本出發點,來設計本文之評估法。案例評估結果比較,本法較樓層極限剪力係數法合理。
Most of the existing brick buildings in Taiwan are constructed in Japanese colonial period, and without a proper structural design procedure at that time. From the viewpoint of preservation of cultural properties, it is essential to realize the seismic capacity of brick building before repairing and restoration of these buildings. Therefore, the purpose of this study is to establish an easy, fast and proper seismic assessment of brick historical buildings.
The seismic assessment is based on the mechanical characteristics of brick, mortar and brick wall. The studying procedure involves following:
(1).By reviewing the experiment and references, realizes brick properties such as the strength of compression, modulus of elasticity, the strength of bending and the relation between mortar composition, the strength of compression and modulus of elasticity, and the mechanical characteristics of material interface.
(2).Based on the generalized composite-material conception, brick walls transfer to equivalent composite wall by using the elastic modulus of brick and mortar and obtain the equivalent modulus of elasticity and the equivalent shear modulus of elasticity.
(3).Discuss the in-plane rigidity of brick wall, and demonstrate the theoretical model and experimental specimen. Otherwise, study on the relation between constraint conditions of brick-wall boundary and failure modes to realize the in-plane failure strength of brick walls.
(4).According to material properties and mechanical properties of brick wall introduced above, we establish the seismic assessment that take advantage of ‘Static Pushover Method’ to be the core of it.
The main results obtained in this study involves following:
(1).In application of assessment, the factor of interface friction suggests to modify to 0.4.
(2).Establishes the diagram of elastic modulus relation between brick, mortar and brick wall that it can be more convenient to obtain the equivalent modulus of elasticity and the equivalent shear modulus of elasticity of brick wall.
(3).The rigidity of up-down-side constraint wall that this study demonstrated can forecast the experimental rigidity.
(4).Take advantage of the wall height-to-width ratio, the interface tension-resistanced strength, the interface shear-resistanced strength and compression to be the factor to modify the shear-resistanced area theoretically.
(5).The assessment is composed of the Q-Δ relationship curve of elementary walls, which is based on the equivalent modulus of elasticity and the equivalent shear modulus of elasticity, and energy absorption of elementary walls. An actual building is assessed according to this procedure, and the result compared to the ‘Story Ultimate Shear Factor Method’ is more reasonable.
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