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研究生: 吳秉誠
Ping-Chen Wu
論文名稱: 典型鋼筋混凝土柱構件震後性能研究
Study on the Post-earthquake Performance of Typical Reinforced Concrete Columns
指導教授: 邱建國
Chien-Kuo Chiu
口試委員: 簡文郁
Wen-Yu Chien
廖文義
Wen-I Liao
許丁友
Ting-Yu Hsu
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: 2017
畢業學年度: 105
語文別: 中文
論文頁數: 298
中文關鍵詞: 典型鋼筋混凝土反覆載重裂縫寬度變形角裂縫比值力學性能殘留係數耐震能力評估
外文關鍵詞: residual coefficient
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本研究共進行三組模擬懸臂梁之柱構件試驗,另調查分析三組模擬懸臂梁之柱構件試驗,試體斷面尺寸皆為400mm(寬)×400mm(深),柱主體淨高為1500mm,混凝土採用一般強度混凝土(fc’=21MPa),搭配一般強度鋼筋(fy=420MPa)及箍筋(fyt=280MPa),並調整箍筋量達到預期破壞模式(撓曲、撓剪及剪力破壞)。上述試體規劃主要探討典型鋼筋混凝土柱構件受反覆載重下,裂縫發展及裂縫寬度與構件變形角之關係,參考AIJ-2004之裂縫與變形角評估模型,將撓曲裂縫寬度及剪力裂縫寬度進行統計,提供台灣典型鋼筋混凝土柱構件適用之裂縫比值,並建立裂縫寬度與構件變形角之量化關係,以推估構件震後殘留變形角及震時尖峰變形角;本研究亦參考日本建築防災協會構件損傷度判定基準,探討典型鋼筋混凝土柱構件於各損傷度之力學性能,提供典型鋼筋混凝土柱構件於各損傷度之強度、勁度及耐震性能殘留係數,並以裂縫寬度與構件變形角之量化關係,搭配強度、勁度及耐震性能殘留係數,探討柱構件震後之變形性能;本研究亦參考耐震詳細評估中鋼筋混凝土柱構件之非線性行為模型,依震損鋼筋混凝土柱構件損傷度對應之強度、勁度及耐震性能殘留係數,建議鋼筋混凝土柱構件震後之非線性行為修正模型,最後,本研究將結合國震中心耐震能力評估程式評估建築物震損後之耐震能力,並可獲其耐震性能殘留率(震損後之耐震能力/震損前之耐震能力),給予典型RC建築物損傷程度之判定,以建立台灣適用之典型RC建築物震損程度評估,可作為工程師於實務應用時之參考。


This study conducts three full-size experimental simulations and investigates other three same experimental simulations of cantilever column member specimen with different failure mechanisms using general reinforced steel bars (fy=420MPa,fyt=280MPa), and the designed compressive strength of concrete is 21MPa. Additionally, rectifying stirrup spacing to reach expected failure mechanisms.
The purpose of this study is to investigate two parts from experimental results. According to AIJ’s guideline, one is through the relationship between crack width and drift ratio to formulate crack width ratio of Taiwan. On the other side, by referring to JBDPA’s guideline and related literature, through the relationship between crack width and mechanics performance can formulate Taiwan’s applicable mechanics performance residual coefficient of every damage level. Mechanics performance contains strength, stiffness, and seismic performance. The study proposes nonlinear behavior correction model for typical reinforced concrete columns in the post-earthquake from the result of the analysis. Applying the seismic evaluation and auxiliary program from NCREE to evaluate the seismic capacity of the buildings in the post-earthquake. Afterwards, giving typical RC buildings judgement of damage level to set up applicable damage level evaluation of typical RC buildings in Taiwan. The result stated above will be the reference for engineer on the practical application.

摘要 Abstract 誌謝 目錄 表索引 圖索引 第一章 緒論 1.1 研究背景與動機 1.2 研究目的 1.3 研究架構 第二章 文獻回顧 2.1日本建築防災協會震損程度之判定基準 2.1.1 構件損傷度之判定 2.1.2 構件之耐震性能折減係數η 2.1.3 耐震性能殘存率R之計算方法(精算法) 2.1.4 耐震性能殘存率R之略算法 2.1.5 建築物震損程度區分 2.1.6損傷構件之強度、變形及阻尼性能折減係數 2.2日本建築學會‧鋼筋混凝土建築物之耐震性能評價指針 2.2.1撓曲變形角與殘留撓曲裂縫之關係 2.2.2剪力變形角與殘留剪力裂縫之關係 2.2.3箍筋降伏與變形角之關係 2.2.4剪力變形角與剪力裂縫寬度關係之修正提案 第三章 試體設計與試驗規劃 3.1 試體設計參數 3.2 試體尺寸與配筋形式 3.3 試驗配置 3.4 試驗程序 3.5試驗量測 3.5.1外部變形量之量測 3.5.2材料應變量測 3.5.3裂縫寬度量測 3.6實際材料強度 3.6.1混凝土抗壓試驗 3.6.2鋼筋拉伸試驗 第四章 試驗過程與結果 4.1 FF-15S-0.1試驗過程與裂縫發展 4.2 FSF-15S-0.1試驗過程與裂縫發展 4.3 SF-30S-0.1試驗過程與裂縫發展 4.4 FF-15S-0.2試驗過程與裂縫發展[4] 4.5 FSF-15S-0.2試驗過程與裂縫發展[4] 4.6 SF-30S-0.2試驗過程與裂縫發展[4] 第五章 試驗結果之分析與討論 5.1 變形量之發展 5.1.1撓曲變形量及剪力變形量之計算 5.1.2撓曲變形量及剪力變形量之貢獻 5.1.3撓曲變形角及剪力變形角與總變形角之關係 5.2 裂縫寬度與變形角之關係 5.2.1撓曲裂縫寬度比值及剪力裂縫寬度比值之發展 5.2.2主要剪力裂縫之角度 5.2.3裂縫寬度之計算與預測 5.3 裂縫主控之判斷 5.4 裂縫寬度與強度之關係 5.5 裂縫寬度與殘留勁度之關係 5.6 裂縫寬度與耐震性能之關係 5.7 震損韌性柱構件殘留變形性能 5.8 震損RC柱構件之非線性鉸修正 5.8.1柱構件震損前之非線性行為 5.8.2柱構件震損後之非線性行為 5.8.3側推分析之柱構件參數設定 5.9震損RC校舍耐震能力評估 5.9.1震損RC校舍耐震能力評估流程 5.9.2震損RC校舍耐震能力評估案例 第六章 結論與建議 6.1 結論 6.2 建議 參考文獻 附錄A 附錄B 附錄C

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