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研究生: 游家誠
Yu, Chia-cheng
論文名稱: 古蹟歷史建築修復施作過程竹材保護棚架系統之研擬與應用
Bamboo Shed System Planning and Application of Historic Buildings
指導教授: 張嘉祥
Chang, Chia-Hsiang
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: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 343
中文關鍵詞: 古蹟竹結構保護棚架
外文關鍵詞: historic buildings, restoration shed, bamboo structure
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  • 目前國內古蹟、歷史建築於修復過程中之防護措施一般採用型
    鋼構架,並鋪以金屬浪板作為屋面。由於鋼構保護棚架造價昂貴,
    且組裝過程對待修復之文化資產具有潛在危險性,故本研究運用竹
    材之特性,進行鋼構保護棚架替代系統之研擬。
    研擬過程中先針對國內常用之竹材作各項基本材料試驗以及結
    點綁紮試驗,進而利用此試驗結果發展三個系統方案,並作實際案
    例應用。系統運用於案例時,配合具體結構分析及構件安全性檢核。
    三個系統方案其特性分別為:
    1. 類虹橋構架系統
    具有尺度以及幾何關係上之可調性,並以跨度較大之修復建築
    物來做考慮,因此,部分桿件必須由雙併或多併材組成。
    2. 聯合桁架系統
    可預先於地面個別完成次單元之組裝後,再進行吊裝組合,能
    縮短整個系統組裝時間。桿件長度限定於750cm 內,較適用於
    低矮之古蹟、歷史建築。
    3. 竹材與鋼管施工架混合系統
    應用類虹橋構架與鋼管施工架作為上部結構及下部結構。竹構
    架部分可藉由施工架高度之改變來調整竹構架之形狀並減少桿
    件長度,於施工性與應用性上具有較大之優勢。

    In Taiwan, steel shed is usually adopted in repair and
    conservation of historic buildings.
    As a result of the high-priced cost and potential
    minacity due to fabricating process, this thesis provides
    a system which can substitute steel shed with bamboo.
    Three practical shed systems which were applied to two
    historic buildings after structure analysis and security
    inspection were established here by means of material
    experiment. Therefor, some moso bamboo in common use was
    experimented with a series of essential material and joint
    tests.
    Three established bamboo shed system are as following:
    1.Rainbow bridge-like shed system
    Owing to the advantages of flexibility in
    dimensions, this shed system can be applied to
    historic buildings in large span. On the other hand,
    some members of this shed need to be combined with
    two or more bamboo poles.
    2.Composed truss shed system
    The length of bamboo poles should not be more
    than 750cm. Since this system is composed of three
    subordinate modules, the bamboo shed can be
    fabricated with the three in advance and completed
    modules by hoisting machines. Therefore, this shed
    system is time-saving and is suitable for normal
    scale historic buildings.
    3.Bamboo-steel scaffold combined shed system
    It is combined with rainbow bridge-like frame
    and steel scaffold frame as upper and lower part.
    Due to benefit of steel scaffold frame which can be
    adjusted to the shape of bamboo frame, this shed
    system possessesadvantage of application and
    construction.

    第一章 緒論 ............................................11 1.1 研究動機與目的 ...................................11 1.2 研究方法與內容 ...................................15 1.3 研究流程及論文架構 ...............................16 1.4 文獻回顧 .........................................19 第二章 國內竹棚架常用竹材材料試驗 ......................21 2.1. 平行纖維抗壓試驗 ................................22 2.1.1 試驗規劃 .....................................22 2.1.2 試驗方法 .....................................23 2.1.3 結果與討論 ...................................24 2.2. 垂直纖維抗壓試驗 ................................27 2.2.1. 試體規劃 ....................................27 2.2.2. 試驗方法 ....................................28 2.2.3. 結果與討論 ..................................28 2.3. 平行纖維抗剪試驗 ...............................214 2.3.1 試體規劃 ....................................214 2.3.2 試驗方法 ....................................215 2.3.3 結果與討論 ..................................215 2.4. 平行纖維抗拉試驗 ...............................218 2.4.1. 試體規劃 ...................................218 2.4.2. 試驗方法 ...................................218 2.4.3. 結果與討論 .................................219 2.5. 竹材構件在橫向力作用下之行為探討 ...............223 2.5.1. 試體規劃 ...................................223 2.5.2. 試驗裝置及加載方式 .........................229 2.5.3. 試驗結果 ...................................230 2.6. 竹材構件在軸壓力作用下之行為探討 ...............242 2.6.1. 試體規劃 ...................................243 2.6.2. 試驗裝置與加載方式 .........................244 2.6.3. 試驗結果 ...................................247 2.7. 竹棚架結點行為探討 .............................256 2.7.1. 試驗規劃 ...................................257 2.7.2. 試驗裝置 ...................................260 2.7.3. 結點旋轉剛度試驗結果 .......................261 2.7.4. 結點滑移試驗結果 ...........................269 第三章 修復過程保護棚架規劃基本考慮 ....................31 3.1. 古蹟歷史建築量體分佈概況 ........................31 3.2. 棚架應具備之功能 ................................37 3.3. 竹棚架之規劃要點 ................................39 3.4. 竹棚架規劃設計程序 .............................311 第四章 竹構保護棚架系統研擬(I)-類虹橋構架系統 .........41 4.1. 系統基本概念與行為 ..............................41 4.1.1. 系統組成 ....................................41 4.1.1. 構造特性 ....................................42 4.1.2. 系統行為 ....................................44 4.1.3. 基礎 ........................................49 4.1.4. 修復建築物低矮時系統之調整 .................410 4.2. 實例應用之系統組構方式與桿件尺寸 ...............413 4.2.1. 組構方式 ...................................413 4.2.2. 桿件尺寸 ...................................417 4.3. 結構應力分析與構件安全性檢核 ...................420 4.3.1. 分析假設與桿件編號 .........................420 4.3.2. 載重計算 ...................................422 4.3.3. 構件應力分析結果 ...........................430 4.3.4. 構件安全性檢核 .............................439 4.4. 局部構件、結點與基礎之調整 .....................448 4.4.1. 桿件軸向撓曲強度不足桿件之調整 ............448 4.4.2. 桿件調整後之檢核結果 .......................454 4.4.3. 結點綁紮強度之提昇 .........................459 4.4.4. 基礎設計 ...................................462 4.5. 與鋼棚架之造價比較 .............................464 4.6. 小結 ...........................................467 第五章 竹構保護棚架系統研擬(II)-聯合桁架系統 ..........51 5.1. 系統基本概念與行為 ..............................51 5.1.1. 系統組成 ....................................51 5.1.1. 系統行為 ....................................55 5.1.2. 基礎 .......................................511 5.2. 實例應用之系統組構方式與桿件尺寸 ...............513 5.2.1. 組構方式 ...................................513 5.2.2. 桿件尺寸 ...................................517 5.3. 結構應力分析與構件安全性檢核 ...................519 5.3.1. 分析假設與桿件編號 .........................519 5.3.2. 載重計算 ...................................520 5.3.3. 構件應力分析結果 ...........................530 5.3.4. 構件安全性檢核 .............................538 5.4. 局部構件、結點與基礎之調整 .....................546 5.4.1. 桿件軸向撓曲強度不足桿件之調整 ............546 5.4.2. 桿件調整後之檢核結果 .......................551 5.4.3. 結點綁紮強度之提昇 .........................555 5.4.4. 基礎設計 ...................................559 5.5. 與鋼棚架之造價比較 .............................561 5.6. 小結 ...........................................565 第六章 竹構保護棚架系統研擬(III) -竹材與鋼管施工架混合系統.......................61 6.1. 系統基本概念與行為 ..............................61 6.1.1. 系統基本概念 ................................61 6.1.2. 系統行為 ....................................62 6.1.3. 基礎 ........................................65 6.2. 實例應用之系統組構方式與桿件尺寸 ................68 6.2.1. 組構方式 ....................................68 6.2.2. 桿件尺寸 ...................................610 6.3. 結構應力分析與構件安全性檢核 ...................612 6.3.1. 分析假設與桿件編號 .........................612 6.3.2. 載重計算 ...................................613 6.3.3. 構件應力分析結果 ...........................622 6.3.4. 構件安全性檢核 .............................630 6.4. 局部構件、結點與基礎之調整 .....................641 6.4.1. 桿件軸向撓曲強度不足桿件之調整 ............641 6.4.2. 構件調整後之檢核結果 .......................647 6.4.3. 基礎設計 ...................................653 6.5. 與鋼棚架之造價比較 .............................663 6.6. 小結 ...........................................666 第七章 結論與後續研究 ..................................71 7.1. 結論 ............................................71 7.2. 後續研究 ........................................75

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    校外:2009-08-06公開
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