第五章 開口牆體之側向強度 DIANA 分析結果對照
第二節 各側向強度計算法結果之比較
在地震來襲時，構件強度是把守建物安全性的第一道防線，這裡以 相同五座具典型開口牆體以比較各式開口牆體勁度之計算式結果，包含 以有限元素軟體分析之結果。比較用開口牆體各部尺寸如前圖 4- 5 所示，
皆選用台灣地區常見之典型開口形式。
依各強度折減係數計算之開口牆體強度，與 DIANA 分析所得相較 之下普遍過於保守，更為適當之評估計算式尚待後續研究進行之。
實心牆體之初始側向強度採用 ACI 和 AIJ 提供之公式來做計算，
以 1.ACI 實心牆體強度計算式搭配 Ono’s 開口牆體強度折減係數計算開 口牆體強度，2. ACI 實心牆體強度計算式搭配 AIJ 開口牆體強度折減係 數計算開口牆體強度，3. AIJ 實心牆體強度計算式搭配 AIJ 開口牆體強 度折減係數計算開口牆體強度，並與 DIANA 分析所得相互比較。範例 中各試體之Ono’s 開口牆體強度折減係數計算可參考圖 5- 2 至圖 5- 6
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所示加以計算，其計算結果及 AIJ 開口牆體強度折減係數計算結果如表 5- 1 所示。
圖 5- 2 含窗開口牆體 Ono’s 強度折減係數計算示意圖 (資料來源：本研究繪製)
圖 5- 3 含窗及空調開口牆體 Ono’s 強度折減係數計算示意圖
(資料來源：本研究繪製)
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圖 5- 4 含窗及門開口牆體 Ono’s 強度折減係數計算示意圖 (資料來源：本研究繪製)
圖 5- 5 含門開口牆體 Ono’s 強度折減係數計算示意圖
(資料來源：本研究繪製)
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reduction factor
r1 0.645 0.456 0.432 0.787 0.787 r2 0.617 0.526 0.345 0.599 0.704 Ae1 (mm2) 6789106 5102050 1896115 8622333 8660179 Ae2 (mm2) 6450565 3443580 3443580 6377355.8 10969280 Ono’s
reduction factor
ru-L 0.604 0.524 0.319 0.681 0.682 ru-R 0.589 0.430 0.430 0.586 0.768
(資料來源：本研究整理)
對照 AIJ 強度折減係數、Ono’s 強度折減係數和有限元素分析五個 範例式樣之強度，可以發現五個範例之中使用 ACI 實心牆體強度計算
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Displacement (mm) 0
Lateral Load (kN)
Solid Window ACI with AIJ reduction ACI with Ono reduction AIJ with AIJ reduction
圖 5- 7 含窗開口牆體強度計算結果比較
(資料來源：本研究繪製)
在開口配置 2、典型窗和空調開口配置下，有限元素法所得之強度 為 1100kN，如下圖 5- 8 所示。最接近有限元素分析之值且以保守計為 AIJ 強度計算式搭配 AIJ 強度折減係數所得之值。
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0 10 20 30
Displacement (mm) 0
Lateral Load (kN)
Solid Window and AC ACI with AIJ reduction ACI with Ono reduction AIJ with AIJ reduction
圖 5- 8 含窗及空調開口牆體強度計算結果比較
(資料來源：本研究繪製)
0 10 20 30
Displacement (mm) 0
Lateral Load (kN)
Solid Door and Window ACI with AIJ reduction ACI with Ono reduction AIJ with AIJ reduction
圖 5- 9 含窗及門開口牆體強度計算結果比較
(資料來源：本研究繪製)
開口配置 3、含門及窗開口之配置下，有限元素法所得之強度為 770kN，如上圖 5- 9 所示。最接近有限元素分析之值且以保守計為 AIJ 強度計算式搭配 AIJ 強度折減係數所得之值。
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0 10 20 30
Displacement (mm) 0
Lateral Load (kN)
Solid Door
ACI with AIJ reduction ACI with Ono reduction AIJ with AIJ reduction
圖 5- 10 含門開口牆體強度計算結果比較
Displacement (mm) 0
Lateral Load (kN)
Solid Corner Window ACI with AIJ reduction ACI with Ono reduction AIJ with AIJ reduction
圖 5- 11 含窗開口牆體強度計算結果比較
(資料來源：本研究繪製)
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只配置窗之開口配置 5，有限元素法所得之強度為 1283kN，如圖 5- 11 所示。最接近有限元素軟體分析結果之方法，利用 AIJ 折減係數 所得之方法計算開口牆勁度得 195.99 kN/mm，較為高估之值為 AIJ 強 度計算式搭配 AIJ 強度折減係數所得之值。
綜上而論，AIJ 強度計算式搭配 AIJ 強度折減係數所得之值，相對 於有限元素分析之結果較為容易高估開口後之牆體側向強度，而 ACI 實心牆體強度計算式搭配 AIJ 強度折減係數，和 Ono’s 強度折減係數所 得之強度計算值近乎相同且相較於有限元素分析之值偏保守。
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