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研究生: 黃藝輝
YIHUI - HUANG
論文名稱: 動力數值模擬探討立面混構造在靜力竪向分配設計上之放大係數--以上海耐震設計為例
Development of Amplification Factor for Timber-Concrete Hybrid Structures Based on Dynamic Numerical Simulation--A Shanghai seismic design Perspective--
指導教授: 江維華
Wei-hua Chiang
蔡孟廷
Meng-ting Tsai
口試委員: 施宣光
Syuan-guang Shih
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 設計學院 - 建築系
Department of Architecture
論文出版年: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 106
中文關鍵詞: 靜力豎向分配動力數值模擬放大係數立面混構造
外文關鍵詞: timber-concrete hybrid structure, dynamic numerical simulation, load distribution, amplification factor
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  • 全球暖化使低碳建築成為趨勢,而木構造建築更是綠建築中的典範,本文中研究探討之立面混構造,為木造-混凝土造上下混構之立面混構造建築。立面混構造之結構剛度沿高度分佈不均勻,尤其在木造-混凝土造之交接層,規範之靜力竪向分配有放大的可能性,並且地震作用計算較為複雜。為更準確地應用設計此類型立面混構造,本文以動力數值模擬方式,透過計算分析立面混構造在動力模擬下的位移響應,其結果與規範中靜力竪向分配下之位移響應結果進行分析比較,得到理論設計上之竪向分配放大係數之修正值。根據數值模擬分析結果,得出混構造木構層靜力豎向分配放大係數修正值函數α= f(x) = 0.47x + 1.00,x表示樓層,可取α參考值,第二層1.94,第三層2.41,第四層2.88。研究結果可作為木造-混凝土造上下混構之立面混構造在耐震設計下之重要參考依據。


    Extensive concerns on environmental protection have provoked low-carbon buildings to be the mainstream of building construction worldwide, and timber structures in this sense outperform other structural forms. Timber-concrete hybrid structures featuring distinct timber and concrete stories typically exhibit uneven stiffness distribution along the structure height; in particular, abrupt stiffness changes occur at the timber-concrete transition stories. Therefore, structural designing of such hybrid structures must consider a stiffness amplification effect in the static structural calculation as well as complicated procedures in the dynamic analysis. To determine an appropriate amplification factor for design purpose, this study employed a dynamic numerical approach to determine the displacement response of timber-concrete hybrid buildings and compared the results with the displacement response obtained from static analyses. According to the results, it is found that the appropriate amplification factor should beα= f(x) = 0.47x + 1.00.αcan be valued 1.94 at 2nd floor, 2.41 at 3rd floor and 2.88 at 4th floor. The results may serve as a reference for seismic designing of timber-concrete hybrid structures.

    1 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究目的 3 1.3 研究範圍 4 1.4 研究方法 5 2 文獻回顧 7 2.1 側向剛度不規則建築之設計規定及研究 7 2.2 木剪力牆簡化模型 9 2.3 剛度比對木-混凝土上下混構造地震響應影響研究 11 2.4 本章小結 13 3 理論分析 14 3.1 研究模型建構 14 3.1.1 建築模型建構 14 3.1.2 混凝土框架 17 3.1.3 木結構 18 3.1.4 木-混凝土混構造 22 3.1.5 結構荷載 23 3.2 剛度比對木-混凝土上下混構造地震作用響應的影響 25 3.2.1 不同剛度比1RC+3W模型設計 25 3.2.2 剛度按理論計算設計 27 3.2.3 剛度按實務相同設計 31 3.2.4 剛度依實務與理論設計對比分析 37 3.3 不同組合混構造和純木構造地震作用響應 38 3.3.1 不同組合模型建構 38 3.3.2 混構造相對純木構造之放大 42 3.3.3 混構造靜力竪向分配之放大 45 3.3.4 木剪力牆設置方式對比 47 3.4 本章小結 54 4 規範檢討 55 4.1 規範模型建構 55 4.1.1 地震加速度 55 4.1.2 樓層節點剪力 55 4.1.3 混凝土框架彈性斜撐和木剪力牆非線性彈簧 58 4.2 規範模型地震作用位移響應 62 4.2.1 混構造相對純木構造之放大係數 62 4.2.2 混構造靜力竪向分配之放大係數 66 4.2.3 靜力竪向分配放大係數α 73 4.3 混構造靜力竪向分配設計放大之修正 75 4.3.1 模型α修正 75 4.3.2 α修正模型的地震作用響應 77 4.4 本章小結 82 5 結論與建議 83 5.1 結論 83 5.2 延伸與建議 86 參考文獻 87

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