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論文中文名稱:歷史性建築物之耐震補強研究-以台北樟腦廠為例 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Seismic Retrofit of Historic Buildings-A Case Study on the Taipei Camphor Factory [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:97
出版年度:98
中文姓名:周舜
英文姓名:Shun Chou
研究生學號:96428024
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2009-07-28
論文頁數:118
指導教授中文名:黃昭勳
口試委員中文名:段永定;蔡易豐
中文關鍵詞:磚牆古蹟耐震補強
英文關鍵詞:brick wallhistoric buildingsseismic retrofit
論文中文摘要:國內現有的歷史性建築物,常以磚作為主要結構系統,由於傳統式的磚牆構造缺乏韌性,加上材料劣化及老化等因素使上述建築物極易在地震中出現損壞。本研究中針對磚構之特性、國內外磚造建築物常見之破壞模式及補強工法進行探討,並以台北樟腦廠之補強計劃為例,分析不同補強方式之補強效果以及對建築物可能產生之影響。
論文英文摘要:In Taiwan, brick walls are commonly constructed in historic buildings as the primary structural system. In addition to material degradation and ageing, the lack of out-of-plane flexural strength often makes brick walls extremely vulnerable during earthquake. In this study rehabilitation techniques for seismis retrofit of brick constructed buildings used in both foreign and loccal examples are introduced. For verification purpose, a case study on the structural retrofit plans of the Taipei Camphor Factor is presented to demonstrate the applicability of different rehabilitation schemes.
論文目次:目錄

摘 要 i
英文摘要 ii
致 謝 iii
目錄 iv
表目錄 v
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 國內外相關研究 1
第二章 磚構造歷史性建築物 4
2.1台灣地區歷史性建築物之構造方式 4
2.2磚構造建築物常見之損害 6
2.3磚造建築物常用之補強工法 11
2.3.1 結構系統補強 11
2.3.2 結構元件補強 17
2.4古蹟補強案例 22
2.4.1 Santa Lucia教堂 22
2.4.2 Farneta修道院 25
2.4.3 Outeiro教堂 28
2.4.4 Monza教堂 33
第三章 台北樟腦廠之結構現況 38
3.1 結構系統概述 38
3.2 現況調查 45
3.2.1 外觀損壞 45
3.2.2 材料檢測 48
3.3 現有結構系統安全評估 54
3.3.1 載重計算 54
3.3.1 結構模型 56
3.3.3 分析結果 58
第四章 補強方案評估 72
4.1 方案(一)-鋼骨斜撐構架 72
4.1.1 結構分析 72
4.1.2 損壞安全性(Failsafe)分析 88
4.2 方案(二)-剪力牆 99
4.2.1 分析結果 99
第五章 結論與建議 115
5.1 結論 115
5.2 建議 115
參考文獻 116


表目錄

表2.1 面外撓曲應力補強效益比較 27
表2.2 補強方案與成效 37
表3.1樟腦倉庫頂樓梁斷面尺寸 39
表3.2樟腦倉庫二樓梁斷面尺寸 40
表3.3樟腦倉庫夾層梁斷面尺寸 41
表3.4樟腦倉庫柱斷面尺寸 41
表3.5樟腦倉庫樓版斷面尺寸 42
表3.6樟腦倉庫磚牆斷面尺寸 42
表3.7 鋼骨屋架斷面尺寸 44
表3.8 鋼骨屋架之桿件連結細部 44
表3.9 混凝土鑽心試體抗壓強度 50
表3.10磚塊抗壓試驗結果 52
表3.11 磚牆灰縫抗剪強度 53
表3.12 樟腦倉庫所使用之構材單位重 54
表3.13 樟腦倉庫樓版彎矩檢核 61
表3.14 樟腦倉庫梁彎矩檢核 64
表3.15 樟腦倉庫梁剪力檢核 64
表3.16 樟腦倉庫之基礎承載力檢核(U=D+L) 67
表3.17 樟腦倉庫之柱基礎強度檢核(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 67
表3.18 樟腦倉庫之磚牆剪應力檢核 69
表3.19 樟腦倉庫磚墩面外撓曲應力檢核 71
表4.1 樟腦倉庫補強後樓版彎矩檢核 77
表4.2 樟腦倉庫補強後梁彎矩檢核 80
表4.3 樟腦倉庫補強後梁剪力檢核 80
表4.4 樟腦倉庫補強後之基礎承載力檢核(U=D+L) 83
表4.5 樟腦倉庫補強後之柱基礎強度檢核(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 83
表4.6 樟腦倉庫補強後之磚牆剪應力檢核 85
表4.7 樟腦倉庫補強後之磚墩面外撓曲應力檢核 87
表4.8 補強後之樟腦倉庫於磚牆受損後樓版彎矩檢核 91
表4.9 補強後之樟腦倉庫於磚牆受損後梁彎矩檢核 94
表4.10 補強後之樟腦倉庫於磚牆受損後梁剪力檢核 94
表4.11 補強後之樟腦倉庫於磚牆受損後柱剪力檢核 97
表4.12補強後之樟腦倉庫於磚牆受損後基礎強度檢核 98
表4.13 樟腦倉庫補強後樓版彎矩檢核 104
表4.14 樟腦倉庫補強後梁彎矩檢核 107
表4.15 樟腦倉庫補強後梁剪力檢核 107
表4.16 樟腦倉庫補強後之基礎承載力檢核(U=D+L) 110
表4.17 樟腦倉庫補強後之柱基承載力檢核(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 110
表4.18 樟腦倉庫補強後之磚牆剪應力檢核 112
表4.19 樟腦倉庫補強後之磚墩面外撓曲應力檢核 114



圖目錄

圖2.1 彰化武德殿[43] 4
圖2.2 台北當代藝術館 4
圖2.3 撫台街洋樓 5
圖2.4彰化二水菸樓[29] 5
圖2.5 新浦劉氏家廟[46] 5
圖2.6 磚牆斜向剪力破壞(成都彭州市紅巖鎮幸福村農舍)[44] 7
圖2.7 灰縫滑動[39] 7
圖2.8 磚牆水平面外彎矩破壞(南投市農會) 8
圖2.9 磚造建築物轉角處之破壞(南投市農會) 8
圖2.10構材接合處之破壞(南投藍田書院)[38] 9
圖2.11 植物附生(安平樹屋)[40] 9
圖2.12 磚牆風化(濱州市無棣縣佘家巷鄉中心小學)[41] 10
圖2.13 白華現象[42] 10
圖2.14 剪力牆補強示意圖 12
圖2.15 北投天主堂剪力牆補強[45] 12
圖2.16 常見的鋼斜撐形式[35] 13
圖2.17 台北市舊市府大樓鋼骨斜撐補強[25] 14
圖2.18 面外撓曲破壞[44] 14
圖2.19 圈梁補強示意圖 15
圖2.20 將垂直力平均分配到磚牆上 15
圖2.21 圈梁補強 16
圖2.22 鋼絲網水泥砂漿補強示意圖 17
圖2.23 斗六國有財產局鋼絲網水泥砂漿補強[26] 18
圖2.24 鋼板補強示意圖 19
圖2.25 原台南州廳鋼板補強[23] 19
圖2.26 台中市議所碳纖維版補強[27] 20
圖2.27 複合材料補強示意圖 21
圖2.28 Santa Lucia教堂鐘樓[4] 22
圖2.29 Santa Lucia教堂鐘樓之補強方式[4] 23
圖2.30 穿越樓版之CFRP貼覆施工[4] 24
圖2.31 Farneta修道院[7] 25
圖2.32 Farneta修道院平面圖[7] 26
圖2.33 Farneta修道院破壞示意圖[7] 26
圖2.34 Farneta修道院補強示意圖 27
圖2.35 Outeiro教堂[10] 28
圖2.36 Outeiro教堂補強位置[10] 29
圖2.37 拱門破壞情形[10] 30
圖2.38 Outeiro教堂補強示意圖[10] 31
圖2.39 鋼架施作情形[10] 32
圖2.40 Monza教堂[6] 33
圖2.41 磚牆破壞情形[6] 34
圖2.42 補強位置[6] 35
圖2.43 外牆連接鋼筋細部[6] 36
圖2.44 鋼筋埋入灰縫[6] 36
圖3.1台北樟腦廠之樟腦倉庫 38
圖3.2 樟腦倉庫一樓平面圖 39
圖3.3 荷造廠頂部支鋼桁架構造 42
圖3.4 樟腦倉庫基礎構造 43
圖3.5 屋頂版損壞位置 45
圖3.6 樟腦倉庫一、二樓損壞位置 45
圖3.7 樟腦倉庫東側外牆損壞位置 46
圖3.8 樟腦倉庫西側外牆損壞位置 46
圖3.9 樟腦倉庫南側外牆損壞位置 47
圖3.10 樟腦倉庫北側外牆損壞位置 47
圖3.11 鑽心取樣 48
圖3.12 鑽心抗壓試驗 48
圖3.13 樟腦倉庫鑽心位置 49
圖3.14 紅磚試體切割 50
圖3.15 萬能試驗機 51
圖3.16 紅磚抗壓試驗 51
圖3.17 磚牆灰縫直剪試體 52
圖3.18 直剪試驗機 53
圖3.19 樟腦倉庫結構模型 57
圖3.20 樟腦倉庫屋頂版彎矩分佈(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 59
圖3.21 樟腦倉庫二樓版長向彎矩分佈(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 59
圖3.22 樟腦倉夾層樓版彎矩分佈(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 60
圖3.23 樟腦倉庫長向最大梁彎矩及梁剪力發生位置(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 62
圖3.24 樟腦倉庫各樓層短向最大梁彎矩及剪力位置(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 63
圖3.25 樟腦倉庫柱最大軸力及柱最大彎矩位置 65
圖3.26 樟腦倉庫之柱體應力及彎矩-軸力交互影響線 66
圖3.27 樟腦倉庫之磚牆剪應力分佈(U=0.6D ± 0.7E) 69
圖3.28 樟腦倉庫之磚牆面外撓曲應力分佈(U=0.6D ± 0.7E) 71
圖4.1 樟腦倉庫鋼骨斜撐補強方案(未顯示東側磚牆與荷造廠) 74
圖4.2 樟腦倉庫補強後屋頂版彎矩分佈(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 75
圖4.3 樟腦倉庫補強後二樓版長向彎矩分佈(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 75
圖4.4 樟腦倉庫補強後夾層樓版彎矩分佈(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 76
圖4.5 樟腦倉庫補強後長向最大梁彎矩及梁剪力發生位置(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 78
圖4.6 樟腦倉庫補強後各樓層短向最大梁彎矩及剪力位置(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 79
圖4.7 樟腦倉庫補強後柱最大軸力及柱最大彎矩位置 81
圖4.8 樟腦倉庫補強後之柱體應力及彎矩-軸力交互影響線 82
圖4.9 樟腦倉庫補強後之磚牆剪應力分佈(U=0.6D ± 0.7E) 85
圖4.10 樟腦倉庫補強後之磚牆面外撓曲應力分佈(U=0.6D ± 0.7E) 87
圖4.11 補強後之樟腦倉庫於磚牆受損後屋頂版之彎矩分佈(U=1.2D + 1.0L+1.0E) 89
圖4.12 補強後之樟腦倉庫於磚牆受損後二樓版之長向彎矩分佈(U=1.2D + 1.0L+1.0E) 89
圖4.13 補強後之樟腦倉庫於磚牆受損後夾層樓版之彎矩分佈(U=1.2D + 1.0L+1.0E) 90
圖4.14 補強後之樟腦倉庫於磚牆受損後各樓層長向最大梁彎矩及剪力位置(U=1.2D + 1.0L+1.0E) 92
圖4.15 補強後之樟腦倉庫於磚牆受損後各樓層短向最大梁彎矩及剪力位置(U=1.2D + 1.0L+1.0E) 93
圖4.16 補強後之樟腦倉庫於磚牆受損後柱最大軸力及柱最大彎矩位置 95
圖4.17 補強後之樟腦倉庫於磚牆受損後柱體應力及彎矩-軸力交互影響線 96
圖4.18 補強後之樟腦倉庫於磚牆受損後柱最大剪力位置 97
圖4.19樟腦倉庫鋼筋混凝土剪力牆補強(未顯示東側磚牆與荷造廠鋼架) 101
圖4.20 樟腦倉庫補強後屋頂版彎矩分佈(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 102
圖4.21 樟腦倉庫補強後二樓版長向彎矩分佈(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 102
圖4.22 樟腦倉庫補強後夾層樓版彎矩分佈(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 103
圖4.23樟腦倉庫補強後長向最大梁彎矩及梁剪力發生位置(U=1.2D + 1.6L+0.5Lr) 105
圖4.24樟腦倉庫補強後各樓層短向最大梁彎矩及剪力位置(U=1.2D +1.6L+0.5Lr) 106
圖4.25樟腦倉庫補強後長向柱最大彎矩位置 108
圖4.26樟腦倉庫補強後之柱體應力及彎矩-軸力交互影響線 109
圖4.27樟腦倉庫補強後之磚牆剪應力分佈(U=0.6D ± 0.7E) 112
圖4.28樟腦倉庫補強後之磚牆面外撓曲應力分佈(U=0.6D ± 0.7E) 114
論文參考文獻:參考文獻

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[42] http://img87.imageshack.us/img87/4221/dscf24072zc9.jpg
[43] http://www.flickr.com/photos/74097805@N00/2272702337/
[44] http://www.reader8.cn/data/2008/0530/article_90223.html
[45] http://www.ten-shin.com.tw/
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