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研究生：	郭禎涵 Kuo, Chen-Han
論文名稱：	台灣傳統疊斗式木構造柱梁接頭彎矩行為研究 Rotational Performance of Taiwanese Traditional Dieh-Dou Timber Joints
指導教授：	鍾育霖 Chung, Yu-Lin
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：	2017
畢業學年度：	105
語文別：	中文
論文頁數：	149
中文關鍵詞：	疊斗式大木構造、柱梁接頭、近距離榫孔、彎矩行為
外文關鍵詞：	Dieh-Dou timber structures, timber joints, close mortises, rotational performance
相關次數：	點閱：110 下載：9
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1999 年發生921 大地震，不少疊斗式大木構造建築嚴重受損或倒塌，根據震害調查，疊斗式木構架柱梁接點處之脫榫及剪力破壞為常見的震損形式。疊斗式木構架是以楹、通、斗、拱、束、瓜筒及其他構件彼此搭接，將屋頂重量傳遞至金柱上再傳遞至地面，金柱為承接如通、枋及其它水平構件，上部柱身在面闊及進深方向因此有諸多榫孔，為密集接合處。過去在探討柱梁單一接點之彎矩行為的研究中，因梁主要承壓方向為垂直纖維方向，其承壓強度小於柱之平行纖維方向，因此結果顯示破壞主要發生在梁，柱則只有些微承壓，但在過去的地震破壞案例中，亦有發現柱身因上下兩榫孔之距離較近，而在兩榫孔間之柱身發生剪力破壞。
柱身在面闊及進深兩個軸向皆有連接水平構件，此接合處有多處位置接近的榫孔，因此此處之柱斷面積急遽減小，而榫孔處之柱斷面積的大小可能影響柱梁接點之剛度，此外，地震力將對柱造成雙軸向的作用力，雙軸抗彎行為亦應一併納入考量，故欲藉此研究給予新的評估接點的方式。
本研究以足尺柱梁接頭抗彎試驗評估上下層通材具有近距離榫孔之柱梁接頭在側向力作用下之結構行為，試驗共五種型式的梁柱試體，每種型式有三座，總共十五座足尺試體，進行靜態側向力往復加載，試驗參數有以下四點，分別為是否具雙軸向榫孔、單或雙層梁、雙層梁上下榫孔的間距，以及雙層梁是否為雙軸向加載，最後將所推導的接頭抗彎理論公式及破壞模式判斷公式與試驗結果比對其適用性。
試驗結果顯示，單層通及柱身上下榫孔間距較遠之試體由通之承壓行為決定接頭強度，而近距離榫孔之試體於上下榫孔間之柱身皆有發生平行纖維方向的剪力破壞，因此若上下榫孔之間距過近，破壞將有機會由剪力強度主導。接頭強度受柱斷面減損的影響較小，而上下榫孔間距過近使柱身發生剪力破壞，以及雙軸向加載，皆會降低柱梁接頭之強度。
最後本研究推導了評估柱梁接頭行為之公式，以接頭抗彎理論公式求得梁端彎矩，其考量了初始間隙(initial gap)及柱緣外側處因部分承壓產生之木材纖維回彈效果(Spring back effect)，再以破壞模式判斷公式判別接頭之破壞模式以及極限強度，其所得之結果與試驗結果相符，故未來可以此評估近距離榫孔之柱梁接頭在側向力作用下之結構行為。

This study investigates the structural performance of traditional Dieh-Dou timber joints. A series of cyclic horizontal loading tests were carry out to five various types of timber joints, and the experiment parameters are uni-axial or bi-axial mortises, single layer or double layers of timber joints, the distance between the upper and the lower mortise, and uni-axial or bi-axial bending. Theoretical model for obtaining the M-θ curve and discriminating the mechanical failures was also proposed. The experimental results show that the reduction of column cross section area has little influence on the capacity of timber joints, whereas the shear failure induced from close mortises and bi-axial bending would decrease the strength of timber joints. Therefore, the ultimate failure pattern and the bi-axial bending should be concerned in the evaluation if the mortises of multilayer timber joints are with very short distance.

目錄
第一章、 緒論 ........................................................ 1
1 研究動機與目的 ........................................................ 1
2 文獻回顧 ........................................................ 4
2.1. 震害調查 ........................................................ 4
2.2. 疊斗式木構造構法介紹 ........................................................ 5
2.3. 力學行為 ........................................................ 6
3 研究方法 ....................................................... 14
第二章、 疊斗式木構造結構系統與接頭力學行為 ....................................................... 15
1 疊斗式木構造結構系統 ....................................................... 15
2 柱梁接點之力學行為 ....................................................... 17
3 柱梁接頭行為評估公式 ....................................................... 23
第三章、 足尺柱梁接頭抗彎試驗規畫 ....................................................... 31
1 試體尺寸 ....................................................... 31
2 試體規劃與實驗參數 ....................................................... 33
3 試驗裝置 ....................................................... 40
4 加載歷程與量測 ....................................................... 43
第四章、 材料試驗 ....................................................... 47
1 試體與試驗裝置 ....................................................... 47
2 試驗觀察 ....................................................... 51
2.1. 木材橫向抗壓試驗 ....................................................... 51
2.2. 木材部分抗壓試驗 ....................................................... 52
2.3. 木材平行纖維方向剪力強度試驗 ....................................................... 55
2.4. 木材含水率試驗 ....................................................... 56
3 材料強度 ....................................................... 57
3.1. 橫向抗壓試驗 ....................................................... 58
3.2. 部分抗壓試驗 ....................................................... 60
3.3. 剪力強度試驗 ....................................................... 63
3.4. 密度與含水率試驗 ....................................................... 66
4 小結 ....................................................... 67
第五章、 柱梁接頭抗彎試驗結果 ....................................................... 69
1 試體破壞歷程 ....................................................... 69
2 力量與位移關係 ....................................................... 84
2.1. 各試體之力量與位移關係 ....................................................... 84
2.2. 各試體之強度比較 ....................................................... 93
3 單根梁之彎矩與旋轉角關係 ....................................................... 95
4 柱梁接頭行為評估公式與試驗結果之比對 ................................,..................... 101
5 小結 ...................................................... 112
第六章、 結論與建議 ...................................................... 113
1 結論 ...................................................... 113
2 建議 ............................................. 113
參考文獻 ...................................................... 115
附錄A 橫向抗壓試驗結果 ...................................................... 117
附錄B 部分抗壓試驗結果 ................................. 126
附錄C 剪力強度試驗結果 ...................................................... 135
附錄D 含水率試驗結果 ...................................................... 145
                                    

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標準，2005。
20. 經濟部標準檢驗局，「CNS451 木材密度試驗法」，中華民國國家標準，2005。
21. 經濟部標準檢驗局，「CNS452 木材含水率試驗法」，中華民國國家標準，2005。
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校內：2020-08-29公開
校外：2020-08-29公開

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