呂良正臺灣大學：土木工程學研究所呂啟明Lu, Chi-MingChi-MingLu2007-11-252018-07-092007-11-252018-07-092005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/50170國內建築物結構設計一般簡化為柱樑構架分析，而這與實際結構破壞卻非相同，例如地震一來，首先破壞的通常是牆構件，因此本文研究「動機」乃啟發於採用簡化柱樑構架以分析模擬實際構架是否適當，而主要研究「目的」在於瞭解牆構件在結構系統中之重要性。 建築物中主要構件為柱、樑、牆與版元素，其中抗橫力構件主要為柱、樑與牆元素，因此為要了解整結構系統行為，必須先知道此三種元素之行為，分為線性與非線性等兩行為，而就工程師而言，其需要分析前有效預測各構件總行為，因此本文引用ATC40或FEMA273等規範或相關實驗結果定義之。而如何模擬出前述構件定義之行為，本文採用SAP程式內之側推分析功能，該程式主要設計塑鉸以模擬構件之元素，而重要的是，此塑鉸設定之格式主要針對ATC40或FEMA273等規範定義之格式，因此兩者結合提供本文研究牆構件之重要工具。 衡量建築物之能力有很多方法，如耐震強度、耐震性能，著名耐震強度如崩塌地表加速度(蔡益超)，而耐震性能如震譜容量法(ATC40)，本文為研究牆構件之重要性，參考陳奕信或劉醇宇建議之方法評估建築物之能力，該方法為耐震強度與耐震性能之綜合體，即將靜力側推所得容量曲線(或震譜)之強度最大點與位移極限點視為性能點，並由其包圍遲滯能量反推出崩塌地表加速度即代表建築物之耐震能力。 牆構件影響結構系統之重要參數計有對稱(symmetric)、連續(continuity) 、勁度(stiffness)、強度(strength)與韌性(ductility)等五參數，本文主要選擇其中對稱(symmetric)、連續(continuity)與強度(strength)等三參數做為討論牆構件之重要性，並以破壞模式與耐震地表加速度等兩物理量比較其對結構系統之影響。 最後由三參數與七種舉例證明牆構件在結構系統中所扮演之角色是不容忽視的，而且正確建築結構系統設計邏輯應為先求牆構件之平面對稱與立面連續，再要求牆構件本身容量(如勁度、強度與韌性等)。第一章 導論 1 §1.1 研究動機與目的 1 §1.2 文獻回顧 1 ※1.2.1 國內外磚牆研究 1 ※1.2.2 國內外RC牆研究 2 ※1.2.3 國內外非線性程式發展 3 ※1.2.4 國內外耐震評估法之研究 4 §1.3 研究內容 5 第二章 元素破壞模式之模擬 9 §2.1 材料非線性概念 9 ※2.1.1 塑性理論 10 ※2.1.2 塑性分析 10 ※2.1.3程式模擬 10 §2.2 元素破壞模式之預測定義 11 ※2.2.1 線性行為預測定義 11 ※2.2.2 非線性行為預測定義 11 §2.3 元素破壞模式之程式模擬 13 ※2.3.1 線性行為之程式模擬 13 ※2.3.2 非線性行為之程式模擬 14 §2.4 程式模擬之問題 16 第三章 樑柱破壞模式之模擬 23 §3.1 樑破壞模式之預測定義 23 ※3.1.1 樑之線性行為預測定義 23 ※3.1.2 樑之非線性行為預測定義 24 §3.2 柱破壞模式之預測定義 24 ※3.2.1 柱之線性行為預測定義 24 ※3.2.2 柱之非線性行為預測定義 25 §3.3 樑柱破壞模式之程式模擬 25 ※3.3.1 線性模擬 25 ※3.3.2 非線性模擬 26 §3.4 SAP模擬ATC40定義剪力破壞之問題 30 ※3.4.1 剪力脆性模擬 30 ※3.4.2 舉例測試 30 ※3.4.3 測試結果 31 §3.5 SAP模擬剪力與撓曲互制之問題 31 §3.6 SAP模擬軸力與撓曲互制之問題 33 ※3.6.1 軸力與撓曲互制塑鉸模擬方法 33 ※3.6.2舉例測試 34 ※3.6.3測試結果 35 §3.7 小結 36 ※3.7.1預測定義 36 ※3.7.2程式模擬 36 ※3.7.3問題處理 36 第四章 RC牆破壞模式之模擬 47 §4.1 RC牆破壞模式之預測定義 47 ※4.1.1 RC牆之線性行為預測定義 48 ※4.1.2 RC牆之非線性行為預測定義 48 ※4.1.3 RC牆之相關實驗 49 §4.2 採用T型支柱做為基元結構 51 §4.3 RC牆破壞模式之程式模擬 51 ※4.3.1 線性模擬 51 ※4.3.2 非線性模擬 52 §4.4 SAP模擬ATC40定義Type-II變位格式之問題 54 ※4.4.1 剪力塑鉸總變位修正 55 ※4.4.2 舉例測試 57 §4.5 小結 58 ※4.5.1預測定義 58 ※4.5.2程式模擬 58 ※4.5.3問題處理 58 第五章 磚牆破壞模式之模擬 69 §5.1 磚牆破壞模式之預測定義 69 ※5.1.1 主要物理式 70 ※5.1.2 磚牆 曲線預測 72 §5.2 採用三角桁架做為基元結構 73 §5.3 磚牆之線性模擬 75 §5.4 磚牆之非線性模擬 77 ※5.4.1 斜撐軸力塑鉸之轉換 78 §5.5 基元桁架測試 79 ※5.5.1 僅受壓桿件測試 79 ※5.5.2基元桁架測試 80 §5.6 小結 81 ※5.6.1預測定義 81 ※5.6.2程式模擬 82 ※5.6.3問題處理 82 第六章 耐震能力評估法 91 §6.1 強度韌性法 92 §6.2 容量震譜法 93 ※6.2.1 側推分析求取容量曲線 94 ※6.2.2 容量震譜與需求震譜 96 ※6.2.3 性能點 97 §6.3 本文引用耐震評估方法 98 ※6.3.1 容量曲線 98 ※6.3.2 等效遲滯阻尼 99 ※6.3.3 震譜折減係數 100 ※6.3.4 耐震地表加速度 101 ※6.3.5 步驟說明 101 第七章 十層辦公大樓範例分析 109 §7.1 十層辦公大樓設計 110 ※7.1.1 建築概述 110 ※7.1.2 結構系統 110 §7.2 分析假設 111 ※7.2.1 設計邏輯 111 ※7.2.2 配筋設計 112 ※7.2.3 側推假設 112 ※7.2.4 塑鉸指定 113 §7.3 側推分析結果 113 ※7.3.1 破壞模式 114 ※7.3.2 耐震地表加速度 115 §7.4 RC牆對柱樑構架之影響 116 第八章 結論與展望 141 §8.1 結論 141 §8.2 展望 143 參考文獻 1451811789 bytesapplication/pdfen-US基元結構三角桁架T型支柱Fundamental StructuresT-ShapeTriangle Trussthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/50170/1/ntu-94-R90521244-1.pdf