Preliminary Seismic Evaluation Method for Typical School Buildings in Taiwan

台灣位於歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊交接處，所以大小地震不斷，為了減小地震造成學校建築的破壞及學校師生的傷亡，並於地震過後提供學校建築作為臨時避難場所，應儘速全面進行學校建築耐震能力評估與必要的補強。但因為全國校舍數量龐大，全面進行耐震能力評估，勢必不符合經濟效益。所以國家地震工程研究中心提出一耐震能力初步評估方法，只需建築結構物基本幾何參數就可估算出大概的耐震能力。本研究以100棟有實際柱細部資料的2樓與3樓校舍模型作為原始研究模組，從原始模組中以統計的方法建立一8棟的模組，再簡易的推估出8棟4樓與5樓的模組，將兩模組共16棟組成新的研究模組，另外再加上不同牆體配置總共304個研究校舍模組。並利用簡化之非線性靜力側推分析來評估，其原理係將破壞樓層內垂直桿件之側力位移曲線進行疊加而計算出整體結構之耐震能力。另外，結構對應之崩塌地表加速度則參考ATC-40所建議之容量震譜方法來估計。將同一模組以國家地震工程研究中心的初步評估方法來分析，比較其結果，並對初步評估的方法提出建議。另ㄧ部份，本研究也利用分析結果提供安全柱量的建議值。The island of Taiwan is located on the Circum Pacific seismic zone and thus seismicity is extremely active in this country. In order to make sure that all of school buildings can survive during earthquake, then the seismic capacity of buildings must be assessed. There are more than 10,000 school buildings in Taiwan, if every school building go through detailed evaluation method, it’s considered uneconomical. Because of that NCREE provides 3 steps to decide which school building needs to go through detailed evaluation, our research will focus on step two, preliminary seismic evaluation method. In this research three groups of model building based on true school building will be established, and then simplified pushover analysis will be used to find the seismic capacity. In addition to that, NCREE preliminary seismic evaluation method is used to analysis the same model building and comparison between preliminary seismic evaluation method and simplified pushover analysis will be made. After finding out the difference, some suggestion to preliminary seismic evaluation method can be given. This research also recommend a safe ratio of column area.目錄索引 IV索引 VII一章 緒論 1.1 研究動機與目的 1.2 研究內容與方法 2二章 文獻回顧 4.1 台灣校舍之震災損毀模式 4.2 剪力型房屋耐震能力簡易評估 6.2.1 校舍耐震能力合格之判定 6.2.2 剪力型房屋分析模型 7.3 垂直桿件之側力位移曲線 14.3.1 RC柱桿件之側力位移曲線 15.3.2 RC牆桿件之側力位移曲線 25.3.3 磚牆桿件之側力位移曲線 29.4 台灣校舍資料庫之研究 32.5 國家地震工程研究中心之初步評估方法 34.5.1 基本假設 35.5.2 構材之極限剪力強度 36.5.3 基本耐震性能計算 37.5.4 耐震指標 39.5.5 結論 40.6 安全柱量與安全壁量之研究 41三章 典型校舍模組之建立與分析驗證 44.1 校舍模組之構架 44.2 2樓與3樓校舍模組 46.3 4樓與5樓校舍模組 47.4 校舍耐震能力分析模型 49.5 2樓與3樓校舍模組之分析驗證 49四章 典型校舍模組之耐震能力評估 51.1 純構架校舍模組 52.1.1 純構架校舍模組之耐震能力評估 52.1.2 純構架校舍之結構特性 54.2 構架含RC牆校舍模組 55.2.1 構架含RC牆校舍模組之耐震能力評估 58.2.2 構架含RC牆校舍之結構特性 60.3 構架含磚牆校舍模組 62.3.1 構架含磚牆校舍模組之耐震能力評估 64.3.2 構架含磚牆校舍之結構特性 66五章 校舍耐震能力初步評估之建議 68.1 校舍模組使用NCREE初評方法之比較 69.2 對NCREE初評方法之修正建議 75.3 校舍模組使用NCREE修正初評方法之比較 80.4 安全柱量與壁量之建議 84六章 結論與建議 89.1 結論 89.2 建議 92考文獻 94號表 97錄A 柱側力位移曲線計算例 A-1錄B RC牆側力位移曲線計算例(柱兩側皆有牆) B-1錄C RC牆側力位移曲線計算例 (柱右側有牆) C-1錄D RC牆側力位移曲線計算例 (柱左側有牆) D-1錄E 磚牆側力位移曲線計算例 E-1錄F 模型校舍軸力分配表 F-1錄G 桿件分析結果 G-12.1 遲滯阻尼修正因