NCREE-2010-002
時間 2010-03-30
標題 非韌性配筋鋼筋混凝土構架振動台實驗研究
作者 林士涵、Soheil Yavari 、吳俊霖黃世建、Kenneth J. Elwood、楊元森翁樸文、Beyhan Bayhan、Jack P. Moehle
摘要
1999年發生的921集集大地震中,許多老舊建築物於強震中倒塌了,其中更是不乏高樓層建築物,高樓層建築物的倒塌不僅造成其內部的財產損失,相較於低矮形建築物更容易造成周邊區域的傷亡。倒塌的建築物大多是因為柱之垂直承載能力喪失,檢視災損照片發現這些柱多數為非韌性配筋,即為柱箍筋彎勾非135度耐震彎勾,箍筋間距過大等圍束能力不佳的情形,如此配筋設計將導致建築物之消能與變形能力大幅降低,提高了建築物崩塌的機率。
因此,本研究為了探究老舊高樓層建築物之動態倒塌行為,遂參考80年代之醫院建築物,建構四座2.25縮尺之兩層兩跨鋼筋混凝土構架,在2009年三月於台灣國家地震工程研究中心(NCREE)執行振動台倒塌實驗,實驗採用921地震歷時作為地震力輸入。試體設計有別於以往之鋼筋混凝土倒塌實驗,關注焦點在混凝土柱之破壞行為,本實驗除了可以觀察到鋼筋混凝土構架之倒塌行為之外,亦可觀察到結構之梁,柱和梁柱接頭的互制作用等。四座試體設計變化參數分別包括柱之配筋形式、接頭圍束情形以及軸力加載大小。同時,透過實驗配置中之預軸力加載以及側向慣性力的加載,我們可以觀察到高樓層建築物一、二樓構架之動態倒塌行為,以模擬高樓層受震崩塌之行為。
本文將著重於實驗結果與數據討論,同時也將探討試體構架之整體破壞模式。在振動台測試後,未來將針對分析模型的結果與實驗數據進行比較,比較結果將可以凸顯出分析模型的受限和不足之處。本研究實驗結果將可以提供豐富的鋼筋混凝土結構物倒塌資訊,以協助修正現有分析模型,對現有的鋼筋混凝土構架的受震行為有更好的預測,並且可以提出更經濟的改進對策。
關鍵字 崩塌, 振動台實驗, ,非韌性混凝土構架, 混凝土柱, 梁柱接頭, 剪力及軸力破壞
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