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論文中文名稱:醫院建築結構耐震能力評估與補強分析之研究 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Study on Seismic Evaluation and Retrofitting Analysis of Hospital Structure [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:土木工程系土木與防災碩士班(碩士在職專班)
畢業學年度:105
畢業學期:第二學期
出版年度:106
中文姓名:魏金標
英文姓名:Jin-Biau Wei
研究生學號:104428510
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2017/07/07
論文頁數:154
指導教授中文名:宋裕祺
指導教授英文名:Yu-Chi Sung
口試委員中文名:沈子霖;尹世洵;宋裕祺
中文關鍵詞:醫院建築耐震能力塑鉸補強工法
英文關鍵詞:Hospital BuildingSeismic CapacityPlastic HingeReinforcement method
論文中文摘要:台灣位處歐亞大陸版塊和菲律賓海版塊的交界,屬環太平洋地震帶,每年都會因版塊間的相互擠壓而造成地震,屬地震頻繁地帶,為數眾多的既有交通設施及建築物將不可避免的會遭受到強烈地震侵襲的威脅。因此,對於建築物耐震能力之評估於近年來越來越受到重視,建築物耐震能力初步評估及詳細評估之方法與流程也越來越完備。地震時,醫院建築物因使用者的應變能力不足,人員的傷亡可能較為嚴重。強震後,醫院建築物又為醫治傷患不可或缺的場所,故醫院類建築結構耐震能力值得詳加探討。
目前國內結構耐震能力詳細評估方法以結構性能為基礎,較常使用之方法為靜力非線性側推分析(Pushover Analysis),其中有關構件塑鉸特性設定的良窳,將影響到側推分析結果的準確性。本文利用SERCB耐震能力詳細評估計算塑鉸,探討其優劣並以一醫院建築結構物實際案例進行更深入之研究,包含其現況與補強,並需要搭配真實狀況以探討補強工法不同之優缺。
論文英文摘要:Taiwan is located at the junction of the Eurasian plate and the Philippine Sea plate, which is a tropical Pacific earthquake belt that causes earthquakes every year due to the collision of the tectonic plates. Due to its frequent earthquakes, damaging building and roads are unavoidable. Therefore, the assessment of the seismic capacity of buildings has been paid more and more attention to in recent years, and the methods and processes of preliminary assessment and detailed evaluation of building seismic capacity have become more and more complete.
The seismic capacity of hospital building structures is very crucial and need a thorough discussion on it, since it is a dispensable structure at the time of earthquake and after earthquakes too.
At present, the detailed evaluation method of seismic capacity of domestic structure is based on structural performance, and the more commonly used method is static non-linear pushover analysis, which depend on a good setting of plastic hinge characteristic of the building components which in turn affect the accuracy of the analysis result.
In this paper seismic evaluation of reinforced concrete building (SERCB) is used to calculate plastic hinge. To explore its advantages and disadvantages, for this purpose a case study of a hospital building is considered, the current situation and retrofitting of the building is analysed and compared to explore the strength and weaknesses of diferent retrofitting construction methods.
論文目次:摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iv
目 錄 v
表目錄 ix
圖目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究方法與內容 2
1.3 論文組織與架構 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 前言 5
2.2 國內外耐震能力分析方法回顧 5
2.2.1 強度韌性法 5
2.2.2 側推分析法 6
2.3 小結 7
第三章 建築物耐震能力詳細評估系統SERCB 分析方法 8
3.1 靜態側推分析耐震性能曲線之建立 8
3.1.1耐震性能評估流程 18
3.1.2依規範規定之耐震性能計算程序 19
3.1.3耐震性能目標 21
3.2 鋼筋混凝土構材非線性行為之分析 23
3.2.1撓曲行為 23
3.2.1.1 鋼筋混凝土構材之彎矩─曲率關係 24
3.2.1.2 構材彎矩-轉角關係之建立 25
3.2.2 剪力行為 26
3.2.2.1 柱剪力強度-韌性比關係之建立 26
3.2.2.2 柱剪力強度-轉角與彎矩-轉角間關係之轉換 28
3.2.3 鋼筋混凝土柱破壞模式之判別 30
3.2.4 鋼筋混凝土柱塑性鉸之設定 31
3.2.4.1 ETABS、SAP-2000及MIDAS GEN「塑性鉸」之設定與研究 31
3.2.4.2 單柱式鋼筋混凝土柱塑性鉸之設定 34
3.2.4.3 構架式鋼筋混凝土柱塑性鉸之設定 36
第四章 補強工法 38
4.1 補強工法介紹 38
4.2 鋼筋混凝土構件補強理論探討 42
4.2.1鋼筋混凝土柱包覆補強之非線性行為探討 42
4.2.1.1鋼板包覆圍束補強 42
4.2.1.2 RC包覆圍束補強 44
4.2.1.3 RC包覆強度補強 46
4.2.2翼牆補強之非線性行為探討 47
4.3鋼斜撐框架補強理論探討 50
4.3.1內嵌式鋼斜撐框架與既存構架接合方式介紹 50
4.3.2環氧樹脂接合之內嵌式鋼斜撐框架分析方法 51
4.3.3錨碇接合之內嵌式鋼斜撐框架分析方法 52
4.3.4外附式鋼斜撐框架之分析方法 53
第五章 醫療大樓建築物耐震能力評估 54
5.1 前言 54
5.2 基本資料 54
5.2.1 結構物平面圖及概述 55
5.2.2結構系統 57
5.2.3結構材料規格 57
5.2.4樓層載重計算 58
5.2.5基地地盤分類 58
5.2.6建築物基本振動週期 59
5.3 現況耐震能力詳細評估 59
5.3.1耐震評估依據 59
5.3.2耐震分析方法 59
5.3.3結構模擬方式 60
5.3.4耐震性能標準 60
5.3.5現況耐震能力評估 62
5.3.6現況評估結果綜合判斷及建築物繼續使用其應注意事項 63
5.3.6.1 現況正X向之側推分析結果 63
5.3.6.2現況負X向之側推分析結果 72
5.3.6.3現況正Y向之側推分析結果 79
5.3.6.4現況負Y向之側推分析結果 92
5.4耐震補強方案規劃 104
5.4.1補強設計原則 104
5.4.2結構補強方案:鋼框加BRB 104
5.4.3補強後結構耐震能力評估 107
5.4.3.1補強方案正X向之側推分析結果 108
5.4.3.2補強方案負X向之側推分析結果 120
5.4.3.3補強方案正Y向之側推分析結果 129
5.4.3.4補強方案負Y向之側推分析結果 140
5.5結論與最佳方案建議 152
第六章 結論與建議 153
6.1 結論 153
6.2建議 153
參考文獻 154
論文參考文獻:[1] 內政部營建署,建築物實施耐震能力評估及補強方案,2008。
[2] 內政部營建署,建築物耐震設計規範及解說,2011。
[3] 宋裕祺,蔡益超,「以結構性能為目標的鋼筋混凝土橋耐震能力評估」,中華技術,第五十八期,民國九十二年。
[4] FEMA 273, NEHRP Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings,
Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C.,1997.
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[6] Freeman S.A., “Development and Use of Capacity Spectrum Method,” Proceedings of 6th U.S. National Conference on Earthquake Engineering, Seattle, EERI, Oakland, California, 1998.
[7] Freeman S.A., Nicoletti JP, Tyrell JV.,“Evaluation of Existing Buildi- ngs for Seismic Risk—A case study of Puget Sound Naval Shipyard,” Washington.Proceedings of the 1st US National Conference on Earthquake Engineering,113~122, Bremerton,1975.
[8] Mahaney, J.A., Paret, T.F., Kehoe, B.E. and Freeman S.A. “The capacity spectrum method for evaluating structural response during the Loma Prieta earthquake,”National Earthquake Conference, Memphis. 1993.
[9] Sezen, H. and Moehle, J. P., Shear strength model for lightly reinforced concrete columns. Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 130, No. 11, 2004, pp.1692-1703.
[10] 國家地震工程研究中心,http://w3.ncree.org/ZH/Home.aspx。
[11] 宋裕祺、蔡益超,鋼筋混凝土建築物耐震能力評估手冊-視窗化輔助分析系統SERCBWin2008,臺北:內政部建築研究所,2009。
論文全文使用權限:同意授權於2017-07-31起公開