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研究生: 黃馨儀
Huang, Hsin-Yi
論文名稱: 阿緱城門之結構損壞與扶正修復探討
A Study of Earthquake Damage and Related Relocating Method for Traditional City Gate — Illustrated by Agou City Gat
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: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 224
中文關鍵詞: 阿緱城門文化資產古蹟保存修復裂損扶正
外文關鍵詞: Agou City Gate, Cultural heritage, Ancient Monuments, Damage, Related Relocating Method
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  • 縣定古蹟阿緱城門建於清代,現況除了牆體有多處裂損外,西側城門拱券與上方拱腹間並有錯移現象。為探討這些裂損之產生,本文以有限元素法來模擬整個城門結構,分析城門在自重下之應力分佈及相關結構行為;此外,利用此建構模型,本文輸入2006年恆春1226地震之收錄地表加速度,以瞭解其振動模態及歷時反應。經由此探討,顯示自重作用下,城門中腹土對城門座外壁所產生土壓力作用集中於城門座約1/3高度處;而在地震作用下,除了城門的拱券及拱腹構造為結構弱點,容易發生變形及裂損外,亦可解釋大多數城門現況裂損之發生。
    有關既存阿緱城門西側拱腹與拱券錯移問題,在2009年修復時採扶正工法施作,此工法在過去未有相關經驗,本文針對此工法做一經驗探討,包括其規劃、前置作業、施力估算、扶正加載以及後處理。經由此探討,除扶正力量之估算有待再精確外,其他如前置作業、加載方法及後處理亦有待改善。
    有關城門古蹟之結構問題,過去研究相當有限,經由本文之探討,發現城門因構造及系統關係,大多裂損與地震作用有關,此結果亦可應證其他城門之類似裂損狀況,有助於城門文化資產災損檢測與防範之執行。而阿緱城門扶正工法之經驗探討亦可提供其他城門規劃設計上之參考。

    Agou City Gate was built in Ching dynasty. Besides many damages on its wall, the brick wall above the arch dislocated from the original place. In order to discuss the becoming of those damages and the stress distribution beneath its self weight as long as earthquake, a finite element model was constructed in this article to simulate the behavior of the city gate. The model shows the mode shapes and response during time history in the 1226 Hengchuen earthquake in addition. The study shows that the compression focused on 1/3 height of gate is caused by rammed earth. The arch and the brick wall above it are the most weakest part throghout the construction when the earthquake takes place.
    The related relocating method has not been introduced before and was used to restore Agou City Gate in 2009. This article includes the planning、pre-measures、force calculation、process、and finishing. Through the discussion, the previous steps all still have a lot to be improved.
    A few researches have concerned about the construction problems of city gates. This essay establishes that the existing damages are mostly related to earthquake. The result may apply to other city gates which have similar damages, and could be used in damage inspection and prevention of city gate cultural heritage. The experience in restoring of Agou City Gate can also be an adumbration in planning and design to other city gates.

    目 錄 目錄 I 表目錄 IV 圖目錄 VI 照片目錄 XVI 第1章 緒論 1 1.1. 研究動機與目的 1 1.2. 研究方法 2 1.3. 論文架構 3 1.4. 文獻回顧 5 第2章 阿緱城門構造與結構系統 9 2.1. 建築概要 9 2.2. 構造及細部作法 13 2.3. 與其他城門之構造比較 35 2.4. 垂直荷載傳遞機制 51 2.5. 水平外力抵抗機制 55 第3章 垂直載重下阿緱城門之結構行為探討 57 3.1. Sap2000模型建構及相關定義 57 3.2. 分析假設 72 3.3. 城門座之應力及結構行為 76 3.4. 拱券之應力及結構行為 85 3.5. 土壤承載力檢討 96 3.6. 沉陷問題檢討 102 第4章 阿緱城門之動態特性及地震反應行為探討 107 4.1. 模態及振動週期 107 4.2. 1226恆春地震及其特性 112 4.3. 阿緱城門歷時反應 114 4.3.1. 東西向地表加速度作用下城門之歷時反應 114 4.3.2. 南北向地表加速度作用下城門之歷時反應 119 4.3.3. 東西、南北向地表加速度作用下城門之歷時反應 122 4.4. 阿緱城門歷時反應過程之應力 123 4.4.1. 西側拱腹與拱券 123 4.4.2. 城門座角隅 134 4.5. 基礎反應 153 第5章 城門座現況損壞探討 162 5.1. 現況損壞類型 162 5.2. 城門座拱腹外突錯移探討 172 5.3. 拱腹與拱券裂損探討 174 5.4. 城門座角隅及外壁斜向裂損探討 175 5.5. 城門座卵石砌體垂直向裂損探討 177 第6章 城門西側拱腹錯移扶正規劃與施作 183 6.1. 扶正前置作業 184 6.1.1. 古蹟本體保護措施 184 6.1.2. 扶正設施 186 6.2. 扶正施力估算 190 6.3. 加載扶正過程及結果 200 6.4. 扶正後加固措施 206 6.4.1. 斗砌牆背側增作圈樑 206 6.4.2. 錯移介面灌注超微細粒水泥 210 6.5. 扶正工法檢討 211 6.5.1. 扶正施力估算檢討 211 6.5.2. 扶正前置作業檢討 211 6.5.3. 加載過程檢討 213 6.5.4. 扶正後加固措施檢討 214 第7章 結論與後續研究 216 7.1. 結論 216 7.2. 後續研究 220 參考文獻 221

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