簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表
研究生： 鄭銘瑋
Ming-wei Cheng
論文名稱： 加強磚造校舍之耐震分析
Seismic Analysis of Reinforced Brick School Building
指導教授： 鄭蘩
Van Jeng
口試委員: 陳瑞華
Rwey-Hua Cherng
黃慶東
Ching-Tung Huang
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年： 2007
畢業學年度： 95
語文別： 中文
論文頁數： 140
中文關鍵詞： 磚牆 、等值斜撐 、非線性靜力推覆分析 、面外破壞 、層間變位 、SAP2000
外文關鍵詞： brick wall, equivalent truss, nonlinear static pushover analysis, out-of-plane failure, story drift, SAP2000
相關次數： 點閱：173  下載：4 
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報

    • 論 文 摘 要
    印尼位於環太平洋地震帶上，地震頻繁，在公元2006年5月27日清晨5點54分位於印尼中爪哇日惹省(Yogyakarta Province)的日惹市附近發生規模為6.3的大地震，造成罹難人數超過5,700人，其加強磚造造之校舍亦有嚴重毀損，本研究利用台灣過去相關經驗對其作耐震補強分析研究。
    本研究以分析軟體SAP2000中之Link元素來模擬等值磚牆，並以原結構比較剛性樓版（Diaphragm）探討毀損原因及耐震能力，並對整體構架屋頂以三種不同束制類型進行補強研究。
    以下為主要研究成果如下：
    1.確認印尼校舍倒塌之主要原因由於屋頂未束制於結構體及磚牆之面外破壞（out-of-plane failure）嚴重導致整體結構系統不良；次要原因為構架材料及施工品管不佳。
    2.有剛性屋頂樓版校舍可承受0.13g，應可承受Yogyakarta地震。
    3.整體構架三種補強分析以Case6效果最佳，其耐震能力幾乎與剛性樓版（Diaphragm）相同。

    ABSTRACT
    Indonisia resides on the Pacific Rim and is prone to seismic activity. On May, 27, 2007 a major earthquake of Ritcher Scale 6.3 strikes Yogyakarta Province and causes 5700 fatality. Many reinforced brick school buildings in that area are found to suffer severe damage, this study intend to implement seismic assessment and mitigation investigation on those building based on the previous research results on similar structure at Taiwan.

    This study models the brick wall system with the nonlinear link element in SAP2000. The original structure and the same structure with rigid diaphragm are investigated to assess the causes of damage and the maximum seismic resistance capacity of these structures. Finally, three different types of modified structure are adopted for mitigation study.

    The major results are:

    1.The major cause of the collapse is the improper structure system with the roof system and wall unconstrained. The minor cause is the insufficient strength of the construction material.
    2.With rigid diaphragm, the original structure should be able to survive the earthquake up to 0.13g PGA.
    3.The case 6 mitigated with anchored roof and bracing has similar earthquake resistance capacity as the rigid diaphragm case, and is the best mitigation choice of the three cases.

    目 錄 摘 要 I ABSTRACT III 誌 謝 IV 目 錄 V 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機與目的 1 1.3 研究方法及內容 2 1.3.1 研究方法 2 1.3.2 研究內容 2 1.4 文獻回顧 3 第二章 分析方法與模型 10 2.1 前言 10 2.1.1 整體構架配置介紹 10 2.1.2 基本假設 13 2.1.3 梁柱構件之模擬 14 2.1.4 受圍束磚牆之模擬 18 2.1.5 塑性鉸之模擬 22 2.1.6 整體構架分析模式 23 2.2 分析軟體SAP2000之介紹 24 2.2.1 基本參數定義 24 2.2.2 分析類型 27 第三章 印尼校舍之分析 29 3.1 前言 29 3.1.1 整體結構之耐震分析 29 3.1.2 損壞指標 30 3.2 非線性靜力分析 32 3.2.1 整體結構Case1之分析 33 3.2.2 整體結構Case2之分析 34 3.2.3 結論 36 3.3 非線性動力歷時分析 38 3.3.1 整體結構使用EL Centro歷時分析 39 3.3.2 整體結構Case2之分析 39 3.3.3 整體結構Case3之分析 40 3.3.4 結論 42 3.4 綜合討論 44 第四章 改善後結構之分析 47 4.1 前言 47 4.2 現有整體構架配置之影響 47 4.3整體結構CASE4之分析 48 4.4整體結構CASE5之分析 50 4.5整體結構CASE6之分析 52 4.6 結論 54 4.6.1 小結 56 第五章 結論與建議 58 5.1 結論與研究成果 58 5.2 建議 59 參考文獻 61 作者簡介 130 圖表索引 圖1.1.1 印尼與周圍亞洲國家相關位置(圖中藍色圓圈區域為受災嚴重區) 68 圖2.1.1 印尼校舍配置上視配置圖 68 圖2.1.2 印尼校舍配置長向側視示意圖(開門向) 69 圖2.1.3 印尼校舍配置長向側視示意圖(非開門向) 69 圖2.1.4 印尼校舍配置長向側視基礎配置圖 70 圖2.1.5 印尼校舍配置短向側視示意圖 70 圖2.1.6 印尼校舍配置短向側視基礎配置圖 71 圖2.1.7 印尼校舍屋頂元件配置示意圖 71 圖2.1.8 印尼校舍屋頂A元件配置圖 72 圖2.1.9 印尼校舍屋頂B元件配置圖 72 圖2.1.10 印尼校舍窗戶元件配置示意圖 73 圖2.1.11 印尼校舍配置門元件示意圖 73 圖2.1.12 印尼校舍配置短向通氣孔元件示意圖 74 圖2.1.13 印尼校舍配置內基礎元件示意圖 74 圖2.1.14 印尼校舍配置外基礎元件示意圖 75 圖2.1.15 印尼校舍中央配置載重型式示意圖 75 圖2.1.16 印尼校舍邊側配置載重型式示意圖 76 圖2.1.17 印尼校舍配置質量（MASS）載重型式示意圖 76 圖2.1.18 構件剛性域示意圖 77 圖2.1.19 模擬磚牆之等值桁架模式示意圖 77 圖2.1.20 模擬磚牆之受力行為示意圖 78 圖2.1.21 含磚牆結構之分析模式示意圖 78 圖2.1.22 等值斜撐桿件之材料性質示意圖 79 圖2.1.23 一般磚牆內力模擬示意圖 79 圖2.1.24 考慮磚牆在動力分析下示意圖 80 圖2.1.25 TAKEDA三線型模式之遲滯迴圈 80 圖2.1.26 SAP2000預設塑鉸性質之軸力破壞類型示意圖 81 圖2.1.27 SAP2000預設塑鉸性質之柱P-M CURVE破壞類型示意圖 81 圖2.1.28 SAP2000預設塑鉸性質之剪力破壞類型示意圖 82 圖2.1.29 SAP2000軟體以顏色區分塑鉸變化程度示意圖 82 圖2.1.30 整體校舍構架塑鉸配置示意圖 83 圖2.1.31 整體結構CASE1配置示意圖 83 圖2.1.32 整體結構CASE2配置示意圖 84 圖2.1.33 整體結構CASE4配置示意圖 84 圖2.1.34 整體結構CASE5配置示意圖 85 圖2.1.35 整體結構CASE6配置示意圖 85 圖 3.1.1 印尼校舍地震災後倒塌現況（1） 86 圖 3.1.2 印尼校舍地震災後倒塌現況（2） 86 圖 3.1.3 印尼校舍地震災後倒塌現況（3） 87 圖3.1.4 印尼校舍地震災後倒塌現況（4） 87 圖3.1.5 印尼校舍地震災後倒塌現況（5） 88 圖3.1.6 印尼校舍地震災後倒塌現況（6） 88 圖3.1.7 印尼校舍地震災後倒塌現況（7） 89 圖3.1.8 印尼校舍地震災後倒塌現況（8） 89 圖3.1.9 印尼校舍地震災後倒塌現況（9） 90 圖3.1.10 印尼校舍地震災後倒塌現況（10） 90 圖3.1.11 印尼校舍地震災後倒塌現況（11） 91 圖3.1.12 印尼校舍地震災後倒塌現況（12） 91 圖3.1.13 印尼校舍地震災後倒塌現況（13） 92 圖3.1.14 印尼校舍地震災後倒塌現況（14） 92 圖3.1.15 印尼校舍地震災後倒塌現況（15） 93 圖3.1.16 SEISMIC ZONES FOR STRUCTURAL DESIGN LOADINGS, 93 圖3.1.17 SEISMIC MAP OF INDONESIA, SNI-2002 94 圖3.1.18 SEISMIC RESPONSE COEFFICIENT, SNI-2002 94 圖 3.2.1 CASE1 X方向側推分析塑鉸分佈圖 95 圖 3.2.2 CASE1 Y方向側推分析塑鉸分佈圖 95 圖 3.2.3 CASE2 X方向側推分析塑鉸分佈圖 96 圖 3.2.4 CASE2 Y方向側推分析塑鉸分佈圖 96 圖 3.2.5 CASE3 X方向側推分析塑鉸分佈圖 97 圖 3.2.6 CASE3 Y方向側推分析塑鉸分佈圖 97 圖3.2.7 CASE1、CASE2、CASE3 X方向側推分析比較圖 98 圖 3.2.8 CASE1、CASE2、CASE3 Y方向側推分析比較圖 98 圖3.3.1 EL CENTRO地震歷時紀錄 99 圖 3.3.2 EL CENTRO地震反應譜 SD（Ξ＝0.05） 99 圖 3.3.3 EL CENTRO地震反應譜 SV（Ξ＝0.05） 100 圖 3.3.4 EL CENTRO地震反應譜 SA（Ξ＝0.05） 100 圖 3.3.5 CASE2 X方向0.2G動力分析塑鉸分佈圖 101 圖 3.3.6 CASE2 Y方向0.2G動力分析塑鉸分佈圖 101 圖 3.3.7 CASE3 X方向0.2G動力分析塑鉸分佈圖 102 圖3.3.8 CASE2、CASE3 X方向0.2G動力分析比較圖 102 圖 3.3.9 CASE2、CASE3 Y方向0.2G動力分析比較圖 103 圖3.3.10 CASE2、CASE3 X方向0.05G、0.1G、0.2G、0.319G動力分析比較圖 103 圖 3.3.11 CASE2、CASE3 Y方向0.05G、0.2G、0.319G、0.4G、0.6G、0.8G動力分析比較圖 104 圖 4.2.1 CASE4 X方向側推分析塑鉸分佈圖 104 圖 4.2.2 CASE4 Y方向側推分析塑鉸分佈圖 105 圖 4.2.3 CASE5 X方向側推分析塑鉸分佈圖 105 圖 4.2.4 CASE5 Y方向側推分析塑鉸分佈圖 106 圖 4.2.5 CASE6 X方向側推分析塑鉸分佈 106 圖 4.2.6 CASE6 Y方向側推分析塑鉸分佈圖 107 圖 4.2.7 CASE4 X方向0.2G動力分析塑鉸分佈圖 107 圖 4.2.8 CASE4 Y方向0.2G動力分析塑鉸分佈圖 108 圖 4.2.9 CASE5 X方向0.2G動力分析塑鉸分佈圖 108 圖 4.2.10 CASE6 X方向0.2G動力分析塑鉸分佈圖 109 圖 4.6.1 CASE2、CASE3、CASE4 X方向0.05G、0.1G、0.2G、0.319G動力分析比較圖 109 圖 4.6.2 CASE2、CASE3、CASE4 Y方向0.2G、0.319G、0.4G、0.6G、0.8G動力分析比較圖 110 圖 4.6.3 CASE2、CASE3、CASE5 X方向0.05G、0.1G、0.2G、0.319G動力分析比較圖 110 圖 4.6.4 CASE2、CASE3、CASE5 Y方向0.2G、0.319G、0.4G、0.6G、0.8G動力分析比較圖 111 圖 4.6.5 CASE2、CASE3、CASE6 X方向0.05G、0.1G、0.2G、0.319G動力分析比較圖 111 圖 4.6.6 CASE2、CASE3、CASE6 Y方向0.2G、0.319G、0.4G、0.6G、0.8G動力分析比較圖 112 表2.1.1 構架中央載重加載表 112 表2.1.2 構架邊側載重加載表 113 表2.1.3 1/2柱高以上磚牆之載重質量表 113 表2.1.4 整體校舍總重表 114 表2.1.5 整體構架樑、柱之參數表 114 表2.1.6 整體構架分析型式 114 表3.2.1 CASE1型式週期表 114 表3.2.2 CASE1型式側推分析表 115 表3.2.3 等值斜撐之計算表 115 表3.2.4 CASE2型式週期表 115 表3.2.5 CASE2型式側推分析表 115 表3.2.6 CASE3型式週期表 116 表3.2.7 CASE3型式側推分析表 116 表3.2.8 CASE1、CASE2、 CASE3 X方向三種剪力、位移比較表 116 表3.2.9 CASE1、CASE2、 CASE3 Y方向三種剪力、位移比較表 117 表3.2.10 CASE1、CASE2、 CASE3 當在X方向樑柱產生塑鉸時之剪力與極限剪力比較表 117 表3.2.11 CASE1、CASE2、 CASE3 當在Y方向樑柱產生塑鉸時之剪力與極限剪力比較表 118 表3.2.12 整體架構CASE1、CASE2、 CASE3 X方向位移改善比較表 118 表3.2.13 整體架構CASE1、CASE2、 CASE3 Y方向位移改善比較表 118 表3.3.1 CASE2型式X方向動力分析表 119 表3.3.2 CASE2型式Y方向動力分析表 119 表3.3.3 CASE3型式X方向動力分析表 120 表3.3.4 CASE3型式Y方向動力分析表 120 表4.3.1 CASE4型式週期表 121 表4.3.2 CASE4型式側推分析表 121 表4.3.3 CASE4型式X方向動力分析表 121 表4.3.4 CASE4型式Y方向動力分析表 122 表4.3.5 CASE4、CASE5、CASE6 X方向屋頂架與斜撐內力表 122 表4.3.6 CASE4、CASE5、CASE6 Y方向屋頂架與斜撐內力表 123 表4.4.1 CASE5型式週期表 123 表4.4.2 CASE5型式側推分析表 124 表4.4.3 CASE5型式X方向動力分析表 124 表4.4.4 CASE5型式Y方向動力分析表 124 表4.5.1 CASE6型式週期表 125 表4.5.2 CASE6型式側推分析表 125 表4.5.3 CASE6型式X方向動力分析表 125 表4.5.4 CASE6型式Y方向動力分析表 126 表4.6.1 CASE2、CASE3、CASE4、CASE5、CASE6 X方向三種剪力、位移比較表 126 表4.6.2 CASE2、CASE3、CASE4、CASE5、CASE6 Y方向三種剪力、位移比較表 127 表4.6.3 CASE2、CASE3、CASE4、CASE5、CASE6當在X方向樑柱產生塑鉸時之剪力與極限剪力比較表 127 表4.6.4 CASE2、CASE3、CASE4、CASE5、CASE6當在Y方向樑柱產生塑鉸時之剪力與極限剪力比較表 128 表4.6.5 整體架構CASE2、CASE3、 CASE4、CASE5、CASE6 X方向位移改善比較表 128 表4.6.6 整體架構CASE2、CASE3、 CASE4、CASE5、CASE6 Y方向位移改善比較表 129

    參考文獻
    (1)李咸亨,林主潔,林庚達,林哲民,柯人文,柯孝勳,高清雲,陳正誠,黃世建,黃金華,張道明,郭武威,Ika Bali ,Budi Suswanto , Data Iranata ,Agus S. Muntohar ,「2006 印尼日惹0527 地震事件勘災報告」，April 2007。
    (2)林正偉，「有邊界柱梁之磚牆耐震試驗與等值桁架分析」，國立成功大學建築與城鄉研究所碩士論文，1994。
    (3)盛鎧，「含磚牆建物之動態行為反應」，國立交通大學土木工程研究所碩士論文，1996。
    (4)李森袡，「SAP2000結構設計實務（V8 & V9）」，科技圖書股份有限公司，2005。
    (5)陳崇泰，「含磚鋼筋混凝土建物性能式耐震評估」，私立中原大學土木工程研究所碩士論文，2002。
    (6)Tao-Ming Chang , Jer-Ming Lin , Data Iranata ,“The Site Response and Strong Ground Motion Estimation of 2006/05/27 Yogjakarta ,Indonesia Earthquake”,2006.
    (7)陳威志，「含磚牆結構之耐震行為」，國立台灣科技大學營建工程研究所碩士論文，2000。
    (8)SEAOC，「Performance Based Seismic Engineering of Buildings」，April 3，1995.
    (9)杜月香，「含牆構架之非線性耐震分析」，國立成功大學建築與城鄉研究所碩士論文，1986。
    (10)王森源，蔡榮根，「鋼筋混凝土建築物於集集地震之剪力牆或類似剪力牆抗震行為探討」，中華民國結構工程學會之結構工程專刊，1999。
    (11)張于聖，「多層含磚牆RC構架反覆載重極限側力分析」，國立台灣大學土木工程研究所碩士論文，1984。
    (12)黃國彰，「有邊界柱梁之磚牆耐震試驗與等值牆版分析」，國立成功大學建築與城鄉研究所碩士論文，1994。
    (13)曾凱瀚，「磚墩與磚牆基本力學性質試驗研究」，國立成功大學建築與城鄉研究所碩士論文，1993。
    (14)吳明學，「含磚牆RC構架之歷時動力分析」，國立台灣大學土木工程研究所碩士論文，1986。
    (15)張文德，「磚牆及含磚牆RC構架之耐震試驗分析與研究」，國立成功大學建築與城鄉研究所博士論文，1996。
    (16)林輝雄，「含磚牆RC構架側向極限力之試驗與分析」，國立台灣大學土木工程研究所碩士論文，1984。
    (17)ASCE, “FEMA 356 – Pre-standard And Commentary For The Seismic Rehabilitation of Buildings”, Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C., 2000.
    (18)Applied Technology Council, “Improvement of Nonlinear Static Seismic Analysis Procedures”, FEMA 440, ATC-55 Project, 2004.
    (19)Applied Technology Council, “Seismic Evaluation & Retrofit of Concrete Buildings”, ATC-40, Volume 1, Report No. SSC 96-01,1996.
    (20)ATC-33 Project, “FEMA 273 – NEHRP Guidelines For The Seismic Rehabilitation of Buildings”, Building Seismic Safety Council, Washington, D.C., 1997a.
    (21)Chopra A.K.,“Dynamics of Structures-Theory and Application to Earthquake Engineering”, Prentice Hall, New Jersey, 1995.
    (22)Computers and Structures, Inc., “CSI Analysis Reference Manual for SAP 2000, ETABS and SAFE”, Berkeley, California, USA, 2005.
    (23)ATC-33 Project, “FEMA 274 – NEHRP Commentary On The Guidelines For The Seismic Rehabilitation of Buildings”, Building Seismic Safety Council, Washington D.C., 1997b.
    (24)Department of Public Works, “Indonesian Loading Code for Building” (in Indonesian), PPIUG-1983, Jakarta, 1983.
    (25)Clough, R., W., and Penzien, J., “Dynamics of Structures”, McGraw – Hill International Editions, Printed in Singapore, 1993.
    (26)Faella, G., “Evaluation of the R/C structures seismic response by means of nonlinear static push-over analyses, Eleventh World Conference on Earthquake Engineering, ISBN:0080428223(1996).
    (27)Department of Public Works, “Indonesian Loading Code (in Indonesian)”, PMI-1970, Bandung, 1980.
    (28)Freeman S.A., Development and Use of Capacity Spectrum Method, Proceedings of the Sixth U.S. National Conference on Earthquake Engineering, Seattle, Washington, 1998.
    (29)Mangkosoebroto, S., P., “Structural Performance-Based Seismic Engineering According to the Proposed Indonesian Seismic Code (Draft SNI-1726)”, Proceeding on the Ninth East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction, pp.70-76., 2003.
    (30)Department of Public Works, “Indonesian Seismic Code of Building” (in Indonesian), SNI 1726-2002, Jakarta, 2002.
    (31)Applied Technology Council, “Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings. Report ATC-40, 2 volumes,” California(1996).
    (32)Department of Public Works, “Indonesian Seismic Code of Building” (in Indonesian), SNI-1989F, Jakarta, 1989.
    (33)J. ,Nie et al, “Push - Over Analysis of the Seismic Behavior of a Concrete-Filled Rectangular Tubular Frame Structure”, Journal of Tsinghua Science and Technology, Volume 2, pp. 124-130, 2006
    (34)Department of Public Works, “Indonesian Seismic Code of Building” (in Indonesian), SNI 1726-2003, 2003.
    (35)Uniform Building Code (UBC), “Structural Engineering Design Provisions”, International Conference of Building Officials 1997 Edition, Volume 2, April 1997.
    (36)黃世建 、鍾立來、 簡文郁 、葉勇凱 、周德光 、葉永信、邱建國、王翊光，「中小學校舍耐震評估與補強工作之芻議」， Journal of Architecture, No.54, pp.75~90, Dec.2005.
    (37)黃世建、鍾立來、葉勇凱、簡文郁、周德光、葉永信，「台灣校舍耐震能力提升之對策及其資料庫」，國家地震工程研究中心，2005。
    (38)林宣百，「RC構架內填磚牆面外受震行為研究」，國立成功大學建築研究所碩士論文，2006。
    (39)陳雅婷，「台灣中小學校舍結構耐震能力評估之研究」，國立台灣科技大學營建工程研究所碩士論文，2006。
    (40)游昇翰，「老舊加強磚造教室建築物耐震能力分析研究」，私立中原大學土木工程研究所碩士論文，2003。
    (41)鄧福勝，「含磚鋼筋混凝土結構非線性行為之數值模擬」，私立中原大學土木工程研究所碩士論文，2001。
    (42)陳奕信，「含磚牆RC建築結構之耐震診斷」，國立成功大學建築研究所碩士論文，2003。
    (43)蔡益超主持，「含磚鋼筋混凝土建築物耐震能力評估」，內政部建築研究所籌備處專題研究計畫成果報告，July，1993。
    (44)National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHERP) Recommended Provisions for Seismic Regulation For New Buildings and Other Structures, 1997 Edition, Part 1-Provisions, Part 2-Commentary, FEMA 302, Feb. 1998.
    (45)Department of Public Works, “Indonesian seismic design code for building” (in Indonesian), PPTGIUG-1983, Jakarta, 1983.
    (46)印尼地震網站圖片資料：「http://www.lib.utexas.edu/maps/middle_east_and_asia/indonesia_adm_2002.jpg」

    QR CODE