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論文中文名稱:受近斷層地震作用之橋柱試驗與分析 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Experimental and Numerical Study on Bridge Pier Subjected to Near-Fault Earthquake [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
畢業學年度:106
畢業學期:第二學期
出版年度:107
中文姓名:鄧楷儒
英文姓名:Kai-Ru Deng
研究生學號:105428054
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2018/07/06
論文頁數:190
指導教授中文名:宋裕祺
口試委員中文名:張國鎮;宋裕祺;洪曉慧
中文關鍵詞:近斷層地震擬動態試驗構架式橋柱振動台試驗數值分析
英文關鍵詞:Near-fault ground motionNumerical analysisShaking table testPseudodynamic test
論文中文摘要:過去幾十年世界各地發生多起嚴重之地震,從美國Landers地震、美國Northridge地震、日本Kobe地震、東日本大地震等,而我國亦發生大規模地震如集集地震與近期的花蓮地震。從災害嚴重處發現鄰近斷層區域之結構物損害特別嚴重,造成經濟損失甚至是人命傷亡的慘劇,因此國內外學者開始對近斷層地震進行相關研究,以期避免造成更大的傷亡與損失。
本文針對受近斷層地震作用之橋柱行為進行研究,首先探討單柱式橋墩受近斷層地震作用之反應,於國家地震工程研究中心(NCREE)執行鄰近斷層補強之單柱橋墩擬動態試驗,以MATLAB程式語言對單柱擬動態試驗結果進行補強前後之分析與驗證,討論不同週期單柱橋墩受近斷層地震之影響與補強效益分析。另於國家地震工程研究中心(NCREE)南部實驗室進行振動台試驗,採用構架式橋柱研究雙柱橋墩系統受近斷層地震與一般地震作用之反應差異與受損情形,並與SAP2000分析結果進行比對,最後探討目前耐震設計規範對近斷層區域橋墩設計是否足夠,希冀提出橋墩於鄰近斷層區域受震損的行為模式,提供未來橋梁設計與維護之參考。
論文英文摘要:In recent years, serious earthquakes have occurred all around the word, such as the Landers Earthquake, and Northridge Earthquake in America, the Kobe Earthquake which caused great casualties and property losses. In view of the damage of structures and the threat of life and property caused by Fault earthquake, the related research has been paid more and more attention by domestic and abroad scholars.
Expected reduction in casualties and losses
Therefore, in this study, the simulation analysis of the bridge pier under the near-fault earthquske and Pseudodynamic test and shaking table test of the near-fault motions of the single-column pier and framed pier are carried out. In addition, a ground motion with different seismic characteristics was used as a single column and framed pier specimen at the National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE) to study the dynamic behaviors of the bridge under the near-fault earthquake. With the expectation that engineers will be provided with comprehensive safety considerations for future design and maintenance.
論文目次:摘 要 i
ABSTRACT iii
誌 謝 v
目 錄 vii
表目錄 xi
圖目錄 xii
第一章 緒論 1
1.1 研究緣起與背景 1
1.2 研究內容與方法 4
1.3 論文組織與架構 5
第二章 文獻回顧 7
2.1 近斷層與跨越斷層地震 7
2.2 斷層地震特性與對結構之影響 8
2.2.1 上盤效應(Hanging Wall Effect) 8
2.2.2 速度脈衝(Velocity Pulse) 10
2.2.3 永久位移(Permanent Displacement) 14
2.3 國內外橋梁遭受斷層活動引致損害之案例 14
2.4 國內外橋梁遭受斷層之研究情況 19
2.4.1 瞬時反應 19
2.4.2 地表長期潛動位移 27
2.5 鋼筋混凝土柱遲滯迴圈模型 31
2.5.1 TAKEDA遲滯迴圈模型 31
2.5.2 PIVOT遲滯迴圈模型 33
2.6 小結 35
第三章 分析軟體與理論分析模型介紹 36
3.1 前言 36
3.2 SAP2000分析程式 36
3.2.1. SAP2000動力歷時分析 36
3.2.2. 柱塑性鉸非線性元素設定 37
3.3 MATLAB程式語言 39
3.4 鋼筋混凝土柱之破壞模式分析 40
3.4.1 撓曲行為分析 40
3.4.2 剪力行為之分析 43
3.4.3 鋼筋混凝土柱破壞模式之判別 47
3.4.4 鋼筋混凝土柱塑性鉸之設定 48
3.4.5 構架式鋼筋混凝土柱塑性鉸之設定 52
3.5 小結 54
第四章 受近斷層地震作用之擬動態試驗與分析 55
4.1 前言 55
4.2 鋼筋混凝土單柱模型 55
4.2.1 擬動態試驗原理[22] 55
4.2.2 單柱模型分析程式 57
4.3 受近斷層地震作用之擬動態補強試驗 60
4.3.1 試體模型規劃與製作 60
4.3.2 擬動態試驗內容 67
4.3.3 擬動態補強試驗結果 69
4.4 擬動態試驗之分析案例說明及簡介 81
4.5 擬動態試驗成果與分析比對 84
4.5.1 補強前低單柱韌性設計橋柱試體RC01G 84
4.5.2 補強前低單柱非韌性設計橋柱試體RC01P 86
4.5.3 補強前高單柱韌性設計橋柱試體RC02G 87
4.5.4 補強前高單柱非韌性設計橋柱試體RC02P 88
4.5.5 高單柱韌性設計橋柱試體RC02GN 89
4.5.6 補強後低單柱韌性設計橋柱試體RC01G 90
4.5.7 補強後低單柱非韌性設計橋柱試體RC01P 91
4.5.8 補強後高單柱韌性設計橋柱試體RC02G 92
4.5.9 補強後高單柱非韌性設計橋柱試體RC02P 93
4.6 小結 94
第五章 受近斷層地震作用之動台試驗與分析 96
5.1 前言 96
5.2 振動台試驗簡介 96
5.3 試體模型規劃與製作 96
5.4 試驗儀器與量測儀器介紹 102
5.5 近斷層振動台試驗內容 105
5.6 門型構架橋柱之振動台試驗成果 112
5.6.1 受中小度近斷層地震作用之結果 112
5.6.2 受原始近斷層地震作用之結果 114
5.6.3 受1.2倍近斷層地震作用之結果 118
5.6.4 受1.4倍近斷層地震作用之結果 122
5.6.5 受1.6倍近斷層地震作用之結果 126
5.6.6 受中小度一般地震作用之結果 130
5.6.7 受原始一般地震作用之結果 131
5.6.8 受1.2倍一般地震作用之結果 135
5.6.9 受1.4倍一般地震作用之結果 138
5.6.10 受1.6倍一般地震作用之結果 141
5.6.11 受1.8倍一般地震作用之結果 144
5.6.12 受1.9倍一般地震作用之結果 147
5.6.13 振動台試驗之動態反應與破壞模式 150
5.7 門型構架橋柱之振動台試驗分析與探討 164
5.7.1 構架式橋柱數值模型 164
5.7.2 構架式橋柱非線性元素設定 165
5.7.3 受近斷層地震作用之試驗結果與分析比對 166
5.7.4 受一般地震作用之試驗結果與分析比對 172
5.7.5 試驗分析與耐震設計規範探討 179
5.8 小結 182
第六章 結論與建議 183
6.1 結論 183
6.2 建議 184
參考文獻 186
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論文全文使用權限:同意授權於2023-08-25起公開