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論文中文名稱:鋼筋混凝土結構於不同類型地震下之損傷分析 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:RC structure damage analysis with different type earthquake function [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木與防災研究所
畢業學年度:100
出版年度:101
中文姓名:郭啟琰
英文姓名:Chi- Yan Kuo
研究生學號:98428012
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2012-01-16
論文頁數:89
指導教授中文名:廖文義
指導教授英文名:Wen- I Liao
口試委員中文名:林至聰;柴駿甫
口試委員英文名:C.-T. Lin;Juin-Fu Chai
中文關鍵詞:鋼筋混凝土非線性動力模擬分析Takeda Model損傷指標
英文關鍵詞:Reinforced concreteNonlinear time history analysisTakeda ModalDamage Index
論文中文摘要:本研究以鋼筋混凝土結構為對象,探討鋼筋混凝土結構在不同型式地震作用下之結構損傷評估。RC構架各桿件降伏彎矩、極限彎矩與降伏轉角、極限轉角利用X-TRACT求得,帶入有限元素分析軟體SAP2000中進行分析鋼筋混凝土結構承受不同地震下之非線性歷時反應,輸入地震為台北盆地於九二一集集地震下之之地震紀錄,以此些地震紀錄為輸入進行RC結構非線性動力分析,針對位移、基底剪力、遲滯迴圈、遲滯能及損傷指標(Damage Index)等設計與評估之常用參數,進行分析比較,由研究發現於九二一集集地震下結構物之韌性需求有明顯之不同,本研究所統計之結果可作為結構耐震評估的參考。
論文英文摘要:This research aimed on the damage evaluation of reinforced concrete structure under different type earthquake excitations. The RC building structures were designed base on the Taiwan Building Seismic Design Code. The yielding moment, ultimate moment and corresponding rotations of the RC cross section were obtained by using the software X-TRACT. The analysis software SAP2000 was adopted to analyze the nonlinear seismic responses of reinforced concrete structures to different type ground motions. The Takeda modal was adopted to simulate the nonlinear hysteretic behavior of RC members. The input ground motions are the earthquake records of Taipei basin that recorded at 1999 921 earthquake. The responses such as the base shear, story drift, hysteretic energy and the corresponding damage index were analyzed and compare with the requirement of seismic design code. The comparison shows that the ductility demand base on this nonlinear analysis is differ with the design code. Therefore, the results of this research can be a reference for the future modification of the seismic design code.
論文目次:目錄

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 研究目標與方法 3
第二章 鋼筋混凝土結構之非線性行為模擬 5
2.1 鋼筋混凝土結構非線性反應之模擬分析 5
2.2 鋼筋混凝土結構物之塑性鉸參數設定 5
2.2.1 XTRACT程式【16】 5
2.2.1.1 XTRACT計算之理論基礎 5
2.2.1.2 斷面之降伏轉角(θy)與極限轉角(θu) 7
2.2.2 剛性域與塑性鉸長度 8
2.2.2.1 剛性域長度 8
2.2.2.2 塑性鉸長度 9
2.3 多線性Takeda Model塑性構材 9
2.4. 非線性分析簡介 11
2.4.1 模態分析 11
2.4.2 直接積分法【1、2、3、7】 14
第三章 鋼筋混凝土結構動態分析模擬 22
3.1 前言與模擬方法 22
3.2 模擬之構架 22
3.2.1 構架設計參數 22
3.2.2 構架材料與斷面 24
3.3 輸入歷時 24
3.4 構架模擬分析 24
3.4.1 基本震動頻率 24
3.4.2 非線性模擬分析 24
3.4.2.1 塑性鉸長度 25
3.4.3 非線性之塑鉸設定參數計算 25
3.5 Takeda Model參數設定 28
3.6 非線性分析簡介 29
3.7 RC構架模擬分析之討論參數 29
3.7.1 遲滯耗能 30
3.7.2 損傷準則 31
第四章 RC結構受震後之反應與損傷評估 46
4.1 地震歷時 46
4.2 RC構架模擬分析結果 47
4.3 分析之結果討論與統計 47
第五章 結論與建議 86
5.1 結論 86
5.2 建議 87
參考文獻 88




表目錄

表3.1水平譜加速度與反應譜週期分界轉角 32
表3.2臺北盆地之工址設計水平加速度反應譜係數 32
表3.3臺北盆地之工址最大水平譜加速度反應譜係數 32
表3.4四層樓梁斷面尺寸與配筋圖 33
表3.5四層樓梁斷面尺寸與配筋圖 33
表3.6四層樓梁斷面尺寸與配筋圖 34
表3.7四層樓梁斷面尺寸與配筋圖 34
表3.8四層樓柱斷面尺寸與配筋圖 35
表3.9四層樓柱斷面尺寸與配筋圖 35
表3.10四層樓柱斷面尺寸與配筋圖 36
表3.11四層樓柱斷面尺寸與配筋圖 36
表3.12十二層樓梁斷面尺寸與配筋圖 37
表3.13十二層樓梁斷面尺寸與配筋圖 37
表3.14十二層樓梁斷面尺寸與配筋圖 38
表3.15十二層樓梁斷面尺寸與配筋圖 38
表3.16十二層樓梁斷面尺寸與配筋圖 39
表3.17十二層樓梁斷面尺寸與配筋圖 39
表3.18十二層樓柱斷面尺寸與配筋圖 40
表3.19十二層樓柱斷面尺寸與配筋圖 40
表3.20十二層樓柱斷面尺寸與配筋圖 41
表3.21十二層樓柱斷面尺寸與配筋圖 41
表3.22十二層樓柱斷面尺寸與配筋圖 42
表3.23十二層樓柱斷面尺寸與配筋圖 42
表4.1各測站之資料 49
表4.2四層樓RC構架梁柱之遲滯耗能與破壞指數 49
表4.3十二層樓RC構架梁之遲滯耗能與破壞指數 50
表4.4十二層樓RC構架柱之遲滯耗能與破壞指數 50
表4.5四層樓RC構架最大位移量與最大層間變位 51
表4.6十二層樓RC構架最大位移量與最大層間變位 51
表4.7四層樓RC構架之梁桿件於各測站東西向地震下之破壞指數 52
表4.8四層樓RC構架之梁桿件於各測站南北向地震下之破壞指數 52
表4.9四層樓RC構架之柱桿件於各測站東西向地震下之破壞指數 53
表4.10四層樓RC構架之柱桿件於各測站南北向地震下之破壞指數 53
表4.11四層樓RC構架之梁桿件於各測站東西向地震下之遲滯耗能 54
表4.12四層樓RC構架之梁桿件於各測站南北向地震下之遲滯耗能 54
表4.13四層樓RC構架之柱桿件於各測站東西向地震下之遲滯耗能 55
表4.14四層樓RC構架之柱桿件於各測站南北向地震下之遲滯耗能 55
表4.15四層樓RC構架之柱桿件於各測站東西向地震下之層間變位 56
表4.16四層樓RC構架之柱桿件於各測站東西向地震下之層間變位 56
表4.17十二層樓RC構架之梁桿件於各測站東西向地震下之破壞指數 57
表4.18十二層樓RC構架之梁桿件於各測站南北向地震下之破壞指數 57
表4.19十二層樓RC構架之柱桿件於各測站東西向地震下之破壞指數 58
表4.20十二層樓RC構架之柱桿件於各測站南北向地震下之破壞指數 58
表4.21十二層樓RC構架之梁桿件於各測站東西向地震下之遲滯耗能 59
表4.22十二層樓RC構架之梁桿件於各測站南北向地震下之遲滯耗能 59
表4.23十二層樓RC構架之柱桿件於各測站東西向地震下之遲滯耗能 60
表4.24十二層樓RC構架之柱桿件於各測站南北向地震下之遲滯耗能 60
表4.25十二層樓RC構架之各樓層於各測站東西向地震下之層間變位 61
表4.26十二層樓RC構架之各樓層於各測站東西向地震下之層間變位 61
表4.27四層樓RC構架之梁桿件於各測站東西向地震下之韌性容量 62
表4.28四層樓RC構架之梁桿件於各測站南北向地震下之韌性容量 62
表4.29四層樓RC構架之柱桿件於各測站東西向地震下之韌性容量 63
表4.30四層樓RC構架之柱桿件於各測站南北向地震下之韌性容量 63
表4.31十二層樓RC構架之梁桿件於各測站東西向地震下之韌性容量 64
表4.32十二層樓RC構架之梁桿件於各測站南北向地震下之韌性容量 64
表4.33十二層樓RC構架之柱桿件於各測站東西向地震下之韌性容量 65
表4.34十二層樓RC構架之柱桿件於各測站南北向地震下之韌性容量 65




圖目錄

圖2.1剛域示意圖【5】 19
圖2.2端點距(End Offset)示意圖【5】 19
圖2.3Takeda Model示意圖【6】 20
圖2.4Takeda Model示意圖【6】 20
圖2.5Takeda Model示意圖【6】 21
圖2.6Takeda Model力與位移示意圖【6】 21
圖3.1四層樓構架立面與側面圖 43
圖3.2十二層樓構架立面與側面圖 43
圖3.3四層樓2F中間梁彎矩-曲率圖 44
圖3.4四層樓2F中間柱彎矩-曲率圖 44
圖3.5十二層樓2F中間梁彎矩-曲率圖 45
圖3.6十二層樓2F中間柱彎矩-曲率圖 45
圖4.1 TAP003南北向水平加速度歷時紀錄 66
圖4.2 TAP003東西向水平加速度歷時紀錄 66
圖4.3 TAP005南北向水平加速度歷時紀錄 66
圖4.4 TAP005東西向水平加速度歷時紀錄 67
圖4.5 TAP006南北向水平加速度歷時紀錄 67
圖4.6 TAP006東西向水平加速度歷時紀錄 67
圖4.7 TAP007南北向水平加速度歷時紀錄 68
圖4.8TAP007東西向水平加速度歷時紀錄 68
圖4.9 TAP008南北向水平加速度歷時紀錄 68
圖4.10 TAP008東西向水平加速度歷時紀錄 69
圖4.11 TAP010南北向水平加速度歷時紀錄 69
圖4.12 TAP010東西向水平加速度歷時紀錄 69
圖4.13 TAP012南北向水平加速度歷時紀錄 70
圖4.14 TAP012東西向水平加速度歷時紀錄 70
圖4.15 TAP013南北向水平加速度歷時紀錄 70
圖4.16 TAP013東西向水平加速度歷時紀錄 71
圖4.17 TAP014南北向水平加速度歷時紀錄 71
圖4.18 TAP014東西向水平加速度歷時紀錄 71
圖4.19 四層樓RC構架之梁桿件於各測站東西向地震下之破壞指數比較圖 72
圖4.20 四層樓RC構架之梁桿件於各測站南北向地震下之破壞指數比較圖 72
圖4.21 四層樓RC構架之柱桿件於各測站東西向地震下之破壞指數比較圖 73
圖4.22 四層樓RC構架之柱桿件於各測站南北向地震下之破壞指數比較圖 73
圖4.23 四層樓RC構架之梁桿件於各測站東西向地震下之遲滯耗能比較圖 74
圖4.24 四層樓RC構架之梁桿件於各測站南北向地震下之遲滯耗能比較圖 74
圖4.25 四層樓RC構架之柱桿件於各測站東西向地震下之遲滯耗能比較圖 75
圖4.26 四層樓RC構架之柱桿件於各測站南北向地震下之遲滯耗能比較圖 75
圖4.27 四層樓RC構架之各樓層於各測站東西向地震下之層間變位比較圖 76
圖4.28 四層樓RC構架之各樓層於各測站南北向地震下之層間變位比較圖 77
圖4.29 十二層樓RC構架之梁桿件於各測站東西向地震下之破壞指數比較圖 77
圖4.30 十二層樓RC構架之梁桿件於各測站南北向地震下之破壞指數比較圖 77
圖4.31 十二層樓RC構架之柱桿件於各測站東西向地震下之破壞指數比較圖 78
圖4.32 十二層樓RC構架之柱桿件於各測站南北向地震下之破壞指數比較圖 78
圖4.33 十二層樓RC構架之梁桿件於各測站東西向地震下之遲滯耗能比較圖 79
圖4.34 十二層樓RC構架之梁桿件於各測站南北向地震下之遲滯耗能比較圖 79
圖4.35 十二層樓RC構架之柱桿件於各測站東西向地震下之遲滯耗能比較圖 80
圖4.36 十二層樓RC構架之柱桿件於各測站南北向地震下之遲滯耗能比較圖 80
圖4.37 十二層樓RC構架之各樓層於各測站東西向地震下之層間變位比較圖 81
圖4.38 十二層樓RC構架之各樓層於各測站南北向地震下之層間變位比較圖 81
圖4.39 四層樓RC構架之梁桿件於各測站東西向地震下之韌性容量比較圖 82
圖4.40 四層樓RC構架之梁桿件於各測站南北向地震下之韌性容量比較圖 82
圖4.41 四層樓RC構架之柱桿件於各測站東西向地震下之韌性容量比較圖 83
圖4.42 四層樓RC構架之柱桿件於各測站南北向地震下之韌性容量比較圖 83
圖4.43 十二層樓RC構架之梁桿件於各測站東西向地震下之韌性容量比較圖 84
圖4.44 十二層樓RC構架之梁桿件於各測站南北向地震下之韌性容量比較圖 84
圖4.45 十二層樓RC構架之柱桿件於各測站東西向地震下之韌性容量比較圖 85
圖4.46 十二層樓RC構架之柱桿件於各測站南北向地震下之韌性容量比較圖 85
論文參考文獻:參考文獻

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