NCREE-2009-015
時間 2009-06-25
標題 鋼筋混凝土建築物耐震能力詳細評估分析方法(推垮分析)
作者 葉勇凱蕭輔沛沈文成楊耀昇黃世建
摘要
本文參考美國ATC-40建議的耐震能力評估方法,即所謂的容量震譜法(Capacity Spectrum Method)來評估六層樓(含)以下之鋼筋混凝土造或加強磚造之平面規則建築物的耐震能力。此法可以充分表現出結構物的非線性行為,使建物的耐震能力不再只由「強度」決定,而是由「強度」與「韌性」一起貢獻。
容量震譜法的震譜曲線是由推垮分析(Pushover analysis)所得到的容量曲線,再經由單自由度模態轉換獲得。要以非線性分析程式模擬出建物的非線性行為,端看結構元件上所設置的非線性鉸來表現。本文即參考美國規範FEMA-273及ASCE 41-06定義非線性鉸的方式,給予一套經試驗驗證的非線性鉸設定參數。此外,由於非線性分析程式無法在版殼元素上提供非線性鉸的設定,故本文亦利用將RC牆轉為等值寬柱、將磚牆轉為等值斜撐的分析模式,使得牆體結構亦能提供抗震能力的貢獻,真實反映出建築物的實際結構行為。依據以上的理論基礎,運用MATLAB程式編譯軟體將以上的各種塑性鉸設定方法,撰寫為耐震詳細評估輔助分析程式並提供給工程實務界的工程師選擇使用,以取代較繁複的手算過程。
本文針對國家地震工程研究中心已完成的現地實驗校舍,進行推垮分析並與其實驗曲線作比較,驗證本文耐震詳細評估方法的合理性與正確性。經由分析的結果顯示,本文之分析方法可以模擬結構物的強度與受震行為,且本文的非線性鉸設定方法亦改善了非線性分析程式內建之非線性鉸過於保守的缺陷。
關鍵字 耐震評估方法, 推垮分析, 非線性鉸, ATC-40
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