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研究生: 陳俊宏
Chen, Jun-Hung
論文名稱: 廣間型磚造歷史建築物微振動量測及震害行為研究-以清水國小禮堂為例
A Study on Ambient Vibration Measurement and Earthquake Damage Behavior of Spacious Masonry Historic Building (Illustrated by the Assembly Hall of Ching Shui Elementary School,Taichung)
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: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 180
中文關鍵詞: 微振量測SAP2000平面長寬比開口率增設水平斜撐廣間型磚造歷史建築
外文關鍵詞: SAP2000, opening ratio, spacious masonry historic building, ambient vibration measurement, increase horizontal braces, plane aspect ratio
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  •   台灣歷史建築物蘊含著豐富的文化及歷史意義,因九二一地震造成相當多古蹟及歷史建築損害,使得當今相關產學機構對結構安全部分相當重視,雖現今已累積相當豐碩的成果,但卻缺乏相關磚造結構分析及震害概念。本文藉由台中縣清水國小禮堂作為研究案例,以微振量測及SAP2000分析模型瞭解結構基本動力特性,進一步瞭解廣間型磚造歷史建築物震害情形。

      本文研究方法將台中縣清水國小禮堂修改其長寬比,減少禮堂的屋架跨距,可分為減少兩榀及四榀作為研究方向,使平面長寬比為1.7:1、1.3:1及1:1等三種類型,再將其平面長寬比分為開口率30%、50%與增加單向水平斜撐與增加交叉式水平斜撐等類型,包含上述單一之平面長寬比共有5種類型,本文共研究15種廣間型磚造歷史建築物類型。經本文研究所得之結果:

    1.藉由微振量測求得本棟禮堂之自然振動頻率與SAP2000分析模型比較時,微振量測之自然振動頻率較高。
    2.山牆面之應力會隨著長向牆體的減短,牆體中央所受的應力則會遞減。
    3.長向牆體中央應力會隨著牆體的減少而應力增加。
    4.當長向牆體之開口率增加時,則短向牆體之所承擔之應力成正比,而最大位移量與開口率成反比。
    5.清水國小禮堂結構形式上,在平面長寬比1.3:1可得到牆體最大開口率之平面設計。
    6.各平面長寬比增設交叉式水平斜撐關係,使長向牆體之中央最大位移量會隨著斜撐的增加而減少,可提高之效益比約12%。

     Taiwanese historical buildings, contain abundant cultural and historic significance, were deeply damaged because September 21 Chi Chi earthquake that caused quite historic sites and buildings to damage. Consequently, it makes quite attention in building structure security from nowadays industry-academy relevant institutions to conserve very rich achievement; whereas, still exists the lack of the relevant analysis of masonry building structure and earthquake damage concept.

     This thesis regards as the case of studying with the assembly hall of Ching Shui Elementary School in Taichung County, is to explore the basic dynamic characteristic of structure in analysis model of ambient vibration measurement and SAP2000, also further situation of the earthquake damage of spacious masonry historic buildings.

     The research approach is to modify the plane aspect ratio of the assembly hall of Ching Shui Elementary School in Taichung County, mainly to reduce the span of Fink Truss rafter of the assembly hall, it could be divided into two different abatement by two span and four span as direction of studying, and make plane aspect ratio as 1.7:1, 1.3:1 & 1:1, etc. three types. Then make the plane aspect ratio divided into open ratio as 30%, 50%, also increase horizontal braces of one side and crossing horizontal braces, include the above-mentioned single level plane aspect ratio, totally five types. This study makes fifteen types of spacious masonry historic buildings.

    The results of this research are as follows:
    1. The natural frequency of ambient vibration measurement is higher, while comparing the exams via analysis model of ambient vibration measurement and SAP2000.
    2. The shorter is the length of longitudinal wall, the weaker is the central stress of gable wall.
    3. The stronger is the central stress of longitudinal wall, the shorter is the length of wall.
    4. While the opening ratio of longitudinal wall is increased, so is the stress of gable wall; whereas, the most displacement and the opening ratio are reverse.
    5. In plane aspect ratio to be 1.3:1, we can get the most opening ratio of all walls with the structure of Assembly Hall of Ching Shui Elementary School in Taichung County.
    6. To increase cross horizontal braces into every plane aspect ratio, the most central displacement of north-south wall will be decreased along with the upgrade of the horizontal braces, and the improving benefit rate is about 12%.

    表目錄       I 圖目錄        IV 照片目錄        X 第一章 緒論       1  1-1 研究動機與目的     1  1-2 研究範圍及方法     2  1-3 論文架構      3  1-4文獻回顧       4 第二章 清水國小基本資料與九二一震害   7  2-1建築歷史沿革及環境概述    7  2-2建築結構系統      8  2-3清水國小九二一地震紀錄     15  2-4 清水國小九二一震害     17 第三章 清水國小微振量測      23  3-1 微振量測基本理論    23  3-2 傳遞函數基本理論    25  3-3 量測設備     27  3-4 微振量測之儀器架設     28  3-5 量測結果     29 第四章 清水國小動態特性分析      33  4-1 SAP2000     33  4-2 分析模型建立及相關假設     37  4-3 分析結果及比較     39  4-4 小結      40 第五章 平面長寬比與震害行為探討    43  5-1 平面長寬比1.7:1結構行為及應力分析   43  5-2平面長寬比1.3:1結構行為及應力分析   57  5-3 平面長寬比1:1結構行為及應力分析   70  5-4長寬比與震害關係討論    85 第六章 牆體開口率與震害關係探討    89  6-1 牆體總開口率30%結構行為及應力分析   89  6-2 牆體總開口率50%結構行為及應力分析  115  6-3 開口率與震害關係討論     138 第七章 屋架增設水平斜撐功能探討   143  7-1 增設單向水平斜撐之結構行為及應力分析   143  7-2 增設交叉式水平斜撐之結構行為及應力分析  158  7-3 水平斜撐與震害關係討論    173 第八章 結論       177  8-1 結論       177  8-2後續研究       178 參考文獻        179

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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2006-02-09公開
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