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研究生: 米富祥
Fu-Shiang Mi
論文名稱: 具三邊槽縫RC牆之RC抗彎構架耐震分析
Seismic Analysis of RC Frames with 3-sides Slitted RC Walls
指導教授: 鄭蘩
Van Jeng
口試委員: 陳瑞華
none
黃慶東
none
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: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 195
中文關鍵詞: 局部槽縫鋼筋混凝土牆非線性動力分析等效斜撐耐震評估
外文關鍵詞: Semi-slitted, reinforced concrete walls, dynamic analysis, equivalent strut element, seismic assessment
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  • 摘 要
    建築物基於隔戶、防水等問題,常以鋼筋混凝土牆做為外牆及隔戶牆,這些牆具有高側向勁度之特性,勢必會影響構架之耐震行為。根據台科大楊智欽碩士與雲科大陳永霖碩士之單層槽縫牆構架實驗結果,本研究以結構分析之方法,研究槽縫牆於多層樓構架之耐震反應,並探討良好之槽縫牆設計以及其優點。
    本研究使用SAP2000進行結構分析,在六組實驗試體中,首先模擬單層槽縫牆構架反覆載重之遲滯行為。再利用此單層構架建立五層樓結構模型,進行非線性静力分析(Pushover)與非線性動力分析。其中非線性側推分析結合容量震譜法進行結構耐震評估,最後再分別比較非線性静力分析與非線性動力分析結果之差異,探討側推分析是否可以模擬結構動力分析之反應。

    主要研究成果如下:
    (1)本研究利用單支對角線等效斜撐模型來模擬槽縫牆反覆載重之遲滯行為,其模擬效果良好。
    (2)根據耐震評估結果可知,六組實驗試體中的AS與BS槽縫牆之耐震表現最好。
    (3)當多層樓建築物每一樓皆有牆時,若牆體為AS或BS槽縫牆,其耐震行為會比空構架更好,韌性更是優於傳統RC牆。
    (4)當多層樓建築物僅一樓沒牆時,若在一樓以上牆體為AS或BS槽縫牆,則結構一樓未產生弱層效應。
    (5)含AS與BS槽縫牆之多層樓構架,側推分析結果與動力分析結果相符。


    Abstract
    Most of reinforced concrete structures in Taiwan are designed as moment-resisting frames. The RC walls with high lateral stiffness characteristics, are bound to affect the seismic behavior of the frames. Based on the test results of Yang and Chen on the six slitted RC walls , this study applied structural analysis technique to investigate the behavior of Wall in the multi-storey frames, and also toidentify the better wall design and its advantages.

    This study adopts SAP2000 to implement the structural analysis. First, the hysteretic behavior of the six slitted RC walls under cyclic loading are simulated. Then models of five-story structures with or without walls are established. With capacity spectrum method, seismic assessment of the se frames are accomplished. The pushover analysis and nonlinear dynamic analysis on these frames are conducted. Finally, the results from Pushover analysis and nonlinear dynamic analysis are evaluated.

    The major results are:

    1.Using single equivalent bracing model to simulate the experimental results of slitted RC walls has good matches.
    2.According to seismic assessment, the performance of AS and BS are the best in the six tested slitted RC walls.
    3.For the multi-storey buildings with walls at all floors,. seismic behavior of frames with slitted walls perform better than the pure frames.
    4.For the multi-storey buildings with walls at all but the first floor, the frames perform well without a soft story.
    5.For the multi-storey frame structure with AS or BS type slitted walls. The results of Pushover analysis are consistent with those of nonlinear dynamic analysis.

    目 錄 第一章 緒論1 1.1 前言1 1.2 研究動機與目的 2 1.3 研究方法與內容 3 1.3.1 研究方法3 1.3.2 研究內容4 1.4 文獻回顧5 第二章 鋼筋混凝土槽縫牆構架之模擬8 2.1 前言8 2.2 具三邊槽縫牆之RC構架力學行為模擬 8 2.2.1文獻【1】與文獻【2】之六組槽縫牆構架試體介紹8 2.2.2 梁柱構件之模擬與建立9 2.2.3鋼筋混凝土之槽縫牆模擬11 2.2.4 反覆載重作用下,非線性元素(Link)之介紹14 2.2.5 位移控制做反覆載重分析之方法15 2.3 槽縫牆構架之模擬結果與討論17 2.3.1 與文獻【1】之反覆載重實驗結果比對17 2.3.2 與文獻【2】之反覆載重實驗結果比對22 2.4 分析軟體SAP2000之介紹24 2.4.1 基本參數定義 24 2.4.2 分析類型26 第三章 五層樓槽縫牆構架之側推分析與耐震評估29 3.1前言29 3.2 ATC-40耐震評估法29 3.2.1 性能目標31 3.2.2 建築物容量曲線32 3.2.3建築物彈性反應譜33 3.2.3.1 ATC-40彈性設計反應譜33 3.2.4疊代性能點34 3.2.4.1 ADRS格式34 3.2.4.2 需求譜折減37 3.2.4.3 求取性能點39 3.2.5 檢核41 3.3 五層樓構架之分析模型介紹42 3.3.1 分析模型整體構架之配置42 3.4 非線性側推分析 (Pushover Analysis)44 3.4.1 樓層質量配置與模態分析45 3.4.2 非線性側推分析之側向力分佈45 3.4.3 十一種結構模型之側推曲線47 3.5 容量震譜法分析與耐震評估53 3.5.1 損壞指標之定義54 3.5.2 十一種結構模型之功能點(性能點)56 3.5.3 十一種結構模型之極限抗震能力62 3.5.4小結 63 3.6 位移控制之非線性靜力分析65 第四章 五層樓槽縫牆構架之非線性動力歷時分析67 4.1 前言67 4.2 分析方法68 4.3 樓層位移結果之比較69 4.4 層間轉角結果之比較70 4.5 剪力包絡線結果之比較72 4.6 小結:動力分析與靜力側推分析比較74 第五章 結論與建議77 5.1 結論77 5.2 建議79 參 考 文 獻81 附錄A166 作者簡介

    參 考 文 獻
    【1】「RC構架內含三邊局部槽縫低鋼筋量RC牆之行為」,楊智欽,
    碩士論文,國立台灣科技大學營建工程系,2009。
    【2】「具三邊槽縫牆之RC抗彎構架耐震行為」,陳永霖,碩士論文,
    國立雲林科技大學營建工程系,2009。
    【3】「鋼骨建築非結構牆參考手冊」,中華民國鋼結構協會,永竣
    工程顧問有限公司執行,2007。
    【4】「建築物耐震設計規範與解說」,營建法規,內政部營建署,
    2006。
    【5】「SAP2000結構設計實務(V8&V9)」,李森枏,科技圖書,2005。
    【6】「修正ATC-40於受損建築物耐震能力分析研究」,蘇候傑,碩
    士論文,私立中原大學土木工程研究所,2003。
    【7】「鋼筋混凝土建築物耐震能力評估法及推廣」,內政部建築研究
    所,1999。
    【8】「鋼筋混凝土牆、磚牆塑鉸設定與含牆建築物耐震能力評估之
    研究」,宋裕祺、葉祥海、蔡益超、 謝尚賢、盧明德、蘇進國、
    賴明俊,中華民國建築學會「建築學報62 期增刊(技術專
    刊)」,81~98 頁,2007。

    【9】 Robert K. Dowell, Frieder Seible, Edward L. Wilson,
    「Pivot Hysteresis Model for Reinforced Concrete
    Members」ACI Structural Journal, September-October
    1998.
    【10】「建築物抗震設計規範算例」,王亞勇、戴國瑩主編,中國建
    築工業出版社,2005。
    【11】「SAP2000入門與工程上應用」, 李森枏,科技圖書,2002。
    【12】 ATC-40,Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete
    Buildings,November 1996
    【13】「有邊界柱梁之磚牆耐震試驗與等值架分架」,林正偉,碩士
    論文,國立成功大學建築與城鄉研究所,1994。
    【14】 Applied Technology Council,「Recommended Methodology
    for Seismic Evaluation and Retrofit of Existing
    Concrete Buildings」,August 1996.
    【15】 SEAOC,「Performance Based Seismic Engineering of
    Buildings」,April 3,1995.
    【16】「加強磚造校舍之耐震分析」,鄭銘瑋,碩士論文,國立台灣
    科技大學營建工程系研究所,2007。

    【17】「建築構架含RC牆之耐震性能研究-非結構牆及槽縫牆行為」,
    李宏仁、朱瑞祥、陳永霖,內政部建築研究所,2008。
    【18】「含磚牆建物之動態行為反應」,盛鎧,碩士論文,國立交通
    大學土木工程,1996。
    【19】「含牆構架之非線性耐震分析」,杜月香,碩士論文,國立成
    功大學建築與城鄉研究所,1986。

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