| 研究生: |
陳奕樵 Chen, Yi-Chiao |
|---|---|
| 論文名稱: |
台灣濕式輕隔間牆耐震補強研究 A Study of Seismic strengthening Behavior for Light-gage Partition Walls with Mortar-infill in Taiwan |
| 指導教授: |
姚昭智
Yao, George C |
| 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: | 2012 |
| 畢業學年度: | 100 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 128 |
| 中文關鍵詞: | 非結構牆 、座板 、濕式輕隔間牆 、層間變位角 、功能設計 、Vision2000 |
| 外文關鍵詞: | Nonstructural wall, mortar-filled partition wall, story-drift, Performance-Based Earthquake Engineering design |
| 相關次數: | 點閱:211 下載:6 |
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濕式輕隔間牆在台灣的建築工程使用上日漸普遍,但其在地震作用下之結構行為及安全性則很少人作探討。且從台灣近幾年的震害經驗顯示,在中小型地震時,結構體雖不致損壞,但濕式輕隔間牆這類非結構牆以及內埋牆體內的水管卻已遭受破壞,而造成不小的損失。
本文主要目的在透過濕式輕隔間牆之耐震試驗,了解台灣目前現地工法的破壞情形與改善現地工法發現到的問題去做改良式的試體做一耐震比較。本研究首先製作了4座面內及2座面內與面外相交之不同型態的濕式輕隔間牆,以千斤頂控制其層間變位量進行試驗,並記錄各試體在不同階段下之破壞情形。
從試驗中觀察到台灣現地工法的濕式輕隔間牆在地震過後主要破壞行為可分為構件與板材兩部分。構件破壞包括:邊柱破壞、火藥擊釘遭拔起、U型下座板破壞以及水管剪斷。板材破壞行為則有:板材受擠壓產生皺摺碎裂、挫屈隆起凹陷以及與間柱脫離。由實驗結果可知,現地工法的濕式輕隔間牆試體在一開始的層間變位角,已經參與到結構體的變形。主要行為會先發生牆體旋轉,產生U型下座板的破壞,所以到後來的大層間變位角時恐有面外倒塌的可能性,威脅到使用者生命安全;且預埋在其內部的水管在地震過後也可能會遭剪斷,造成空間機能使用上的困難。針對現地牆體破壞情形乃提出改良式的W4試體,試驗結果觀察到可以有效的讓牆體在一開始的層間變位時不參與到結構體的變形。牆體力學行為由轉動變為滑移,所以沒有發生下座板的破壞,在大層間變位角時沒有面外倒塌的可能性;而預埋的水管在經過防火陶瓷纖維棉的包覆,讓水管破壞往後延遲到層間變位角0.03之後。
最後本文根據實驗結果及Vision2000之地震危害層級定義,將台灣濕式輕隔間牆不同的破壞階段與其對應之層間變位角,分為無害階段、局部破壞階段,震後需維護階段並且歸納比較出,現地工法與改良式試體其在不同階段之震後破壞情形,以方便使用者或設計者參考。
The mortar-filled partition walls (MFP) are extensively used in architectural practice in Taiwan; however, the issues of their mechanical behaviors and seismic capacity are yet unidentified. Some reconnaissance reports after moderate earthquakes in Taiwan revealed that despite the building structures remained in good condition, the components and piping system in the MFPs had damaged and leading to noticeable losses due to flooding.
This study, therefore, aims at investigating the MFP’s seismic behaviors of current practice in Taiwan and attempts to improve them by providing retrofit details via experimental research. In the testing program, the loading steps were displacement-control by using an actuator, which subject the lateral in-plane loading to four MFP specimens with I shape, and two with T shape, in the plane layout. A total of six MFP specimens were tested with lateral cyclic loading to observe their damage models under different drift levels.
From the test results, it reveals that the current practicing in MFP specimens deformed along with building styuctures as soon as the initial story-drift started. The specimen rotated and it led to the damage of the U runner at the bottom. With the story-drift increased to a certain level, the MFP specimen tended to fall in the out-of-plane direction, threatening the life safety of the occupants. Furthermore, the failure of the water piping impedes the operation and function of the buildings after earthquakes. In contrast, the behavior of the MFP with the retrofit details, the W4 specimen, has significantly improved due to the gap in the specimen made the wall sliding rather than rotating. The sliding delayed the deformation and damage of the wall against the story-drift, and prevented the damage of the bottom U runner. Also, the water piping, wrapped by the CERAMICS FIBER reinforced wool, remained undamaged and functional until the story-drift reached 0.03.
Lastly, this study concluded in categorizing the damage stages and their corresponding story-drift into three levels according to the Performance-Based Earthquake Engineering design methodology (Vision 2000). They include (1) no-damage, (2) slight-damage, and (3) moderate-damage and repairable.
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