| 研究生: |
林均容 Lin, Chun-Jung |
|---|---|
| 論文名稱: |
RC構架內置型簡易耐震補強之側推分析模型研究 Pushover Analysis Models of Simple Interior Seismic Retrofit Methods for RC Frames |
| 指導教授: |
杜怡萱
Tu, Yi-Hsuan |
| 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: | 2021 |
| 畢業學年度: | 109 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 321 |
| 中文關鍵詞: | 街屋 、耐震補強 、耐震評估 、側推分析 |
| 外文關鍵詞: | street-house, seismic retrofit, seismic evalution, pushover analysis |
| 相關次數: | 點閱:323 下載:0 |
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典型街屋為台灣中南部常見之低層住宅形式,但現有之耐震補強方式對於典型街屋難以施行,因此本文前期研究針對既有典型街屋之特有平面類型及基地條件,提出適用於典型街屋之構架內置型簡易耐震補強工法,並進行構件及結構試驗。
本研究根據前期之試驗結果,提出對應之分析模型,以便工程師能將此補強工法應用於實際建物補強後之詳細評估,並探討典型街屋案例使用此種補強方式之耐震性能提升效果,本研究之分析模型採ETABS軟體建立,搭配TEASPA模組及鋼構造建築物鋼結構設計技術規範計算補強構件之非線性塑鉸,比較分析與試驗結果,以驗證分析模型之準確性。
本研究先探討單柱補強後模型之分析方式,分析結果顯示,以等值斷面模型進行模擬時,補強後最大強度相較無補強模型雖有提高,但相較實際試驗結果仍保守許多,且無法反映出補強鋼骨對RC柱之加勁效應及補強鋼骨外翼板局部挫屈之情況;而使用複合斷面模型之詳細分析模擬,不僅能準確模擬補強鋼骨之加勁效應,分析曲線也與試驗曲線接近,但補強鋼骨塑鉸計算過程複雜,不易使用,故本文再提出複合斷面模型之簡易分析方式,簡易分析曲線相較試驗曲線雖偏保守,但較詳細分析更便於實際使用,且破壞模式與試驗結果相同,因此後續補強構架分析模型皆採簡易分析方式。針對補強前後單跨構架之分析結果皆顯示,分析曲線之最大強度及初始勁度與試驗結果相較誤差甚小,曲線趨勢相近,破壞模式也與補強試體相同,顯示本文分析方式能準確模擬補強後構架行為。
本文再以側推分析探討此補強方式應用於典型街屋案例之補強效果,分析結果顯示於二樓以上含隔間磚牆、底層無沿街向牆壁的獨棟街屋及連棟街屋僅補強於底層一處構架即可有效提升結構成效及性能地表加速度,並滿足耐震需求;但對連棟街屋案例若忽略所有沿街向牆壁以空構架進行分析,補強構架僅設置於底層一處構架時,其破壞模式會轉由二樓控制,導致補強成效不佳,若將補強構架向上延伸至二樓或三樓,即可大幅提升結構成效及性能地表加速度,並滿足耐震需求。
關鍵字:街屋、耐震補強、耐震評估、側推分析
Street-houses are the most common building type in the South Central Taiwan, but the existing retrofit methods are difficult to implement for typical street-houses. Therefore, the preliminary studies of this study propose an interior seismic retrofit method. And conduct component and structural experiments.
The purpose of this study is to propose analysis models of the preliminary study specimen engineers can apply this retrofit method to do seismic evaluation analysis. The analysis models in this study were building by ETABS, then combined with TEASPA and Design and Technique Specification of Steel Structures for Buildings to calculate nonlinear hinges of the models.
This study, using equivalent section and composite sections to build retrofit single-column models. After comparing with the single-column experiment result, it was decided to use the composite section to build the frame models. The analysis results of two retrofitted frames show that the trend of the overall curves is close to the experiment curves, and the failure modes are the same as the reinforced specimens.
Finally, this study discusses interior seismic retrofit methods’ retrofit effect for typical street-houses cases. The single-family house and townhouse with brick walls above the second floor and without street-facing walls on the ground floor cases results show that only retrofit of a frame on the ground floor can effectively improve the structural and the performance ground surface acceleration. Most buildings can fulfill the seismic performance. But for the townhouse empty frame model, the damage mode will be transferred to the second-floor control, resulting in a poor reinforcement effect. Extending the retrofit frame to the second or third floor can improve the structural effectiveness and the performance ground surface acceleration.
1. 陳風多,「台灣既有典型街屋構架內置型簡易耐震補強構件試驗」,碩士論文,國立成功大學建築研究所,台南,2021。
2. 連偉鈞,「RC構架內置型簡易耐震補強法面內側推試驗」,碩士論文,國立成功大學建築研究所,台南,2021。
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4. 邱聰智、蕭輔沛、鐘立來、翁健煌、李其航、劉建均、薛強、何郁姍、陳幸均、楊智斌、翁樸文、沈文成、涂耀賢、楊耀昇、李翼安、葉勇凱、黃世健,「台灣結構耐震評估側推分析法(TEASPA v3.1)」,國家地震工程研究中心技術報告,NCREE-18-015,台北,2018。
5. 邱聰智、鐘立來、涂耀賢、賴昱志、曾建創、翁樸文、莊明介、李其航、林敏郎、王佳憲、沈文成、蕭輔沛、薛強、黃世建,「台灣結構耐震評估與補強技術手冊(TEASPA v4.0)」,NCREE-20-005,台北,2020。
6. American Society of Civil Engineers (ASCE). Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings (41-17), ASCE/SEI 41-17, Reston, Virginia, 2017.
7. 余峻寬,「鋼筋混凝土結構之鋼框架補強分析」,碩士論文,國立交通大學土木系,新竹,2014。
8. 鐘立來、吳賴雲、曾建創、徐福鎮,「鋼筋混凝土結構之鋼框架消能補強及修復試驗研究」,國家地震工程研究中心技術報告,NCREE-03-033,台北,2003。
9. 褚有倫,「既有鋼筋混凝土結構應用直接接合型鋼框架斜撐補強工法之研究」,碩士論文,國立台北科技大學土木與防災學系,台北,2014。
10. Lee, H. J., Lee H. B., Park, H. G. & Lee J. K., “Cyclic Loading Test for Two-Story RC Moment Frames Retrofitted with Internal Steel Frame”, Journal of Structural Engineering, Vol.147 , No.2, 2021.
11. ACI Committee 318, Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-19) and Commentary(ACI 318R-19), American Concrete Institute , Farmington Hills, 2019.
12. Ozcelik, R., Akpınar, U., Binici, B., “Seismic Retrofit of Deficient RC Structures with Internal Steel Frames”, Advances in Structural Engineering, Vol.14, pp.1205-1222, 2011.
13. 中華民國鋼結構協會,鋼構造建築物鋼結構設計技術規範,2010。
14. 喜利得股份有限公司,「錨栓固定技術手冊」,2018。
15. 許茂雄、劉白梅,「加強磚造建築物耐震診斷與補強對策之研究」,內政部建築研究所委託研究報告,2003。