第四章 耐震評估
4.3 土壤與結構互制之基礎模擬
長度Bv Av1 (cm)，Av1為基礎側面的承載面積(cm2)。
垂直向土壤彈簧係數 KvkvAv1 (kgf cm) (4.110)
水平向地盤反力係數 ks kv(kgf cm3) (4.111)
其中換算係數 3
1
(cm4)。
水平向土壤彈簧係數 Ks ksAv2 (kgf cm) (4.112)
其中Av2為基礎底面的承載面積(cm2)。
以上述算式所算得之垂直向與水平向土壤彈簧係數進行疊加，即可求得 地梁處所應設定之側向土壤彈簧係數，將其分配於地梁側之結點上，即可 概略模擬土壤-結構互制之效應。
參考文獻
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表4.1 RC 柱彎矩非線性鉸之參數
Points Moment/SF Rotation/SF
A 0 0
B min(My Mn , 0.95) 0
C 1 a
D 1 b
E 0 c
表4.2 RC 柱剪力非線性鉸之參數 Points Force/SF Disp./SF
A 0 0
B 1 0 C 0 d D 0 10d E 0 10d
表4.3 RC 梁彎矩非線性鉸之參數 Points Moment/SF Rotation/SF
A 0 0
B 1 0
C 1 a
D c a
E c b
表4.4 RC 梁彎矩非線性鉸參數計算表 Points Force/SF Disp/SF
A 0 0
表4.7 RC 牆彎矩非線性鉸之參數 Points Moment/SF Rotation/SF
A 0 0
B y
u
V
V 0
C 1 1
D 0.4 d
E 0 d
表4.8 RC 牆剪力非線性鉸之參數 Points Force/SF Disp/SF
A 0 0
B scr
su
V
V 0
C 1 1
D 0.4 c
E 0 c
表4.9 RC 極短柱剪力殘餘強度點之位移係數
g c
P A f A bs v r
≦0.1 ≧0.006 0.06
≧0.6 ≧0.006 0.008
≦0.1 ≦0.0005 0.006
≧0.6 ≧0.0005 0.0
表 4.10 RC 極短梁剪力殘餘強度點之位移係數 箍筋間距s r
≦d/2 0.02
>d/2 0.01
表4.11 RC 極短柱或極短梁剪力非線性鉸之參數 Points Force/SF Disp./SF
A 0 0 Points Force/SF Disp/SF
A 0 0
roof (Base Shear)
Δroof
V
圖 4.1 側推分析之容量曲線
L V
P
M
M
圖 4.2 雙曲率柱受力與變形機制
圖4.3 雙曲率柱破壞發展過程
圖 4.4 軸向破壞時的變位角之修正係數k
k
韌性比
V
k V
nV
b剪力強度衰減曲線 V
b=2M
n/H
Δ
aΔ
sΔ
圖4.5 撓剪破壞側向載重位移曲線
P
V σ
τ α
θp
2θp
(-σ,τ)
(0,-τ) τ 2
ft 1.06 f c
圖4.6 剪力裂縫角度與主應力關係圖
V
k V
nV
b剪力強度衰減曲線 V
b=2M
n/H
Δ
aΔ
圖4.7 剪力破壞側向載重位移曲線
V
V
nV
b剪力強度衰減曲線
V
b=2M
n/H
Δ
圖4.8 撓曲破壞側向載重位移曲線
MSF
M
SF
圖 4.9 彎矩非線性鉸性質與側向載重位移曲線
Force SF V
Disp. SF
圖 4.10 剪力非線性鉸性質與側向載重位移曲線
SF
M M
Rotation SF
SF
P P
Disp. SF
(a) 彎矩非線性鉸 (b) 剪力非線性鉸 圖 4.11 ASCE 41-06 建議之 RC 梁非線性鉸載重位移曲線[4.9]
(a)日本建築學會建議模型[4.10] (b)本手冊建議模型 圖 4.12 等值寬柱模擬示意圖
p
e
u
V1,1
V2,
2
圖 4.13 載重變位曲線示意圖
V1,1
V2,2
V1,0
2 2 1 2
1
,
V V
V
V1,1
1
2 2
1
, V V
V
圖4.14 彈性變位(左圖)與非線性變位(右圖)疊加示意圖
圖4.15 撓曲與滑移載重位移曲線計算流程圖
圖4.16 RC 牆之側向載重位移曲線
圖4.17 牆滑移位移之計算
2
2
vh
v
d h
r
h v
圖4.18 應變諧和莫爾圓示意圖
(Vscr,scr) (Vsu,su)
(Vscr) (scr) ( ) (su)
Vsu
圖4.19 剪力載重位移曲線計算流程圖
圖4.20 等值寬柱數值模型
Vsu
su sp
Vscr
scr
圖4.21 極短柱或極短梁之剪力載重位移關係
b b b b
b
b
b b
b
b
b
c c
c c
圖 4.21 各式磚牆砌法及臨界破壞角 (轉載自 建築物磚構造設計及施工規範[4.14])
圖4.22 磚牆之側向載重位移曲線
圖4.23 磚牆之等值斜撐模式
(轉載自 建築物磚構造設計及施工規範[4.14])
圖 4.25 磚牆等值斜撐之軸力非線性鉸性質