耐震潛能評估結果比較

本 章 如 同 第 三 章 之 評 估 流 程，首 先 分 別 以 極 限 層 剪 力 強 度、地 震 側 力 分 析 及 動 態 歷 時 分 析 等 方 式 評 估 補 強 廠 房 之 耐 震 表 現 ， 以 評 估 補 強 案 例 之 可 用 性 。 並 考 量 廠 房 設 備 之 震 害 問 題，利 用 動 態 分 析 評 估 樓 層 函 速 度 反 應 之 放 大 效 應 ， 期 能 有 效 改 善 諸 多 廠 房 耐 震 ( 振 )不 足 之 處 。 經 過 上 述 各 評 估 結 果 以 方 案 三 ( 雙 向 各 六 跨 ) 耐 震 效 益 最 佳 。 茲 根 據 本 章 分 析 結 果 歸 納 結 論 如 下 ：

1 . 三 種 補 強 案 例 之 耐 震 指 標 評 估 結 果 ， 耐 震 能 力 均 有 提 升，以 方 案 三 ( 雙 向 六 跨 ) 耐 震 能 力 較 好，該 補 強 廠 房 整 體 耐 震 指 標 ( I_s) 大 於 1 ， 已 無 耐 震 之 虞 。

143

2 . 地 震 側 力 分 析 結 果 顯 示 ， 在 規 範 所 訂 層 間 變 位 角 檢 核 地 震 強 度 下 ， 三 種 補 強 案 廠 房 層 間 變 位 量 均 有 降 低 ， 其 中 以 方 案 三 ( 雙 向 六 跨 ) 表 現 最 佳，所 有 樓 層 之 層 間 變 位 角 均 滿 足 規 範 要 求 。

3 . 動 態 歷 時 分 析 結 果 顯 示 ， 補 強 後 的 樓 層 函 速 度 反 應 放 大 係 數 均 得 到 相 當 程 度 之 改 善 。

4 . 因 廠 房 設 備 機 台 之 耐 振 較 高 要 求 ， 即 使 廠 房 結 構 函 勁 補 強 後 得 以 改 善 廠 房 軟 弱 層 問 題 ， 但 未 必 能 有 效 降 低 樓 層 函 速 度 反 應 以 滿 足 設 備 性 能 設 計 要 求 。 本 文 將 於 第 五 章 進 行 探 討 增 函 消 能 元 件 之 可 行 性 。

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表 4.1 廠房各樓層剪力中心

Story

X Coordinate (m) Y Coordinate (m)

R1

93.65 97.81

L47

93.98 97.86

L40

96.48 98.08

L30

98.49 98.25

L27

99.15 98.54

L23

104.13 99.48

L20

106.81 100.14

L17

108.93 100.79

RMS

100.34 98.87

表 4.2 雙向各兩跨補強方案之結構模態質量參與比例

Mode Period UX UY RZ SumUX SumUY SumRZ

1 1.205004 0.1477 0.0739

89.05

0.1477 0.0739 89.05 2 0.965359

82.4995

0.0033 0.1428 82.6472 0.0772 89.1928 3 0.917915 0.0045

82.9952

0.0431 82.6516 83.0724 89.2358 4 0.253055 11.4478 0.1541 0.0215 94.0995 83.2265 89.2573 5 0.250541 0.1738 11.3324 0.045 94.2733 94.559 89.3023 6 0.233703 0.0001 0.0032 0.134 94.2734 94.5622 89.4363 7 0.221384 0.032 0.1493 7.3416 94.3054 94.7114 96.7779 8 0.155953 0.0152 0 0.0001 94.3206 94.7114 96.778 9 0.133928 0.0058 0.2727 0.0195 94.3264 94.9841 96.7975

10 0.12993 1.8137 2.409 0.1038 96.1401 97.3931 96.9013

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表 4.3 雙向各四跨補強方案之結構模態質量參與比例

Mode Period UX UY RZ SumUX SumUY SumRZ

1 1.015812 0.5463 0.0003

88.6226

0.5463 0.0003 88.6226 2 0.900353

82.2846

0.0002 0.5455 82.8309 0.0004 89.1681 3 0.839878 0.0001

83.369

0.0052 82.8309 83.3694 89.1733 4 0.228248 0.9373 0.0131 0.0071 83.7683 83.3825 89.1804 5 0.227263 10.3752 0.0016 0.0085 94.1434 83.3841 89.1889 6 0.222549 0.0054 11.2101 0.0124 94.1488 94.5942 89.2013 7 0.181512 0.0209 0.0064 7.3766 94.1697 94.6006 96.578 8 0.154882 0.0155 0 0.0002 94.1853 94.6006 96.5782 9 0.1332 0 0.0251 0.0034 94.1853 94.6257 96.5816

10 0.116984 4.7431 0.219 0.0064 98.9283 94.8447 96.588

表 4.4 雙向各六跨補強方案之結構模態質量參與比例

Mode Period UX UY RZ SumUX SumUY SumRZ

1 0.942267 0.6456 0.0012

88.3924

0.6456 0.0012 88.3924 2 0.855562

82.1892

0.0001 0.6528 82.8348 0.0013 89.0451 3 0.783332 0.0001

83.5507

0.0002 82.8349 83.552 89.0454 4 0.227606 0.0037 0.0005 0.0088 82.8386 83.5525 89.0542 5 0.209959 11.16 0.0007 0.0025 93.9986 83.5532 89.0567 6 0.203505 0.0009 10.9172 0.0045 93.9995 94.4704 89.0612 7 0.169656 0.0153 0.0006 7.4736 94.0147 94.4711 96.5348 8 0.153722 0.0216 0 0.0007 94.0363 94.4711 96.5355 9 0.132639 0 0.0198 0.0057 94.0363 94.4909 96.5412

10 0.111652 0 0.0224 0.0003 94.0364 94.5133 96.5415

146

表 4.5 各補強方案之結構標稱耐震容量(C) (單位:tf)

雙向各兩跨 雙向各四跨 雙向各六跨

Level X 向 Y 向 X 向 Y 向 X 向 Y 向

L47 696319 452489 842197 598367 988075 744245 L40 77359 77343 95895 95879 114430 114414 L30 151279 150917 174476 174952 207907 211286 L27 454500 680757 479195 705452 503889 730146 L23 132863 131081 152772 151221 170954 163611 L20 275620 242889 303310 270580 356962 321664 L17 570746 922947 597156 949357 623566 975767 Base 179172 173434 199955 194218 224084 218260

147

148

表 4.9 補強方案一之地震力豎向分配計算表

Story(j) Level Elevation

(m) Story(j) Level Elevation

(m) Story(j) Level Elevation

(m)

149

150

151

152

153

154

表 4.23 各補強方案之層間位移角檢核結果(側力分析)

廠房 X 向結構層間位移角檢核

原始廠房 雙向各兩跨 雙向各四跨 雙向各六跨

Level Drift Drift Reduction

(%) Driftj

Level Driftj Drift Reduction

(%) Drifj

155

156

157

158

表 4.25(續) 各補強方案之樓層剪力評估結果比較(側力分析 VS 歷時分析)

方案三(雙向各六跨)

X 向 Y 向

側力分析 歷時分析(CHY078) 歷時分析

(TCU016)

歷時分析(TCU060) 側力分析 歷時分析(CHY078) 歷時分析(TCU016) 歷時分析(TCU060) Level Driftj Driftj

差異百

分比(%) Driftj

差異百

分比(%) Driftj

差異百

分比(%) Driftj Driftj

差異百

分比(%) Driftj

差異百

分比(%) Driftj

差異百 分比(%) L47 0.0023 0.0021 5.60 0.0029 -29.0 0.0019 17.0 0.0017 0.0018 -9.7 0.0009 45.7 0.0013 19.9 L40 0.0048 0.0039 17.0

0.0053

-11.8 0.0041 13.6 0.0035 0.0041 -17.7 0.0021 38.8 0.0020 29.4 L30 0.0047 0.0036 22.2 0.0049 -5.8 0.0039 15.9 0.0038 0.0038 -1.2 0.0018 51.1 0.0022 40.0 L27 0.0040 0.0029 26.9 0.0040 -1.3 0.0027 30.3 0.0029 0.0026 8.2 0.0012 56.5 0.0018 36.5 L23 0.0049 0.0031 35.0 0.0044 8.9 0.0036 25.9 0.0042 0.0033 20.1 0.0015 61.1 0.0019 52.5 L20 0.0038 0.0024 36.2 0.0034 10.4 0.0034 9.9 0.0039 0.0031 19.1 0.0014 63.3 0.0015 61.2 L17 0.0037 0.0022 40.5 0.0030 16.8 0.0026 29.1 0.0031 0.0023 22.6 0.0011 62.5 0.0013 57.0 Base 0.0031 0.0018 41.9 0.0020 18.3 0.0025 16.9 0.0032 0.0023 27.0 0.0013 58.6 0.0011 65.5

159

160

161

162

163

164

(a)原始廠房立面結構

(b)外覆斜撐廠房立面結構

圖 4.1 疊層式廠房外覆空間桁架示意圖

165

圖 4.2 雙向各兩跨外覆示空間桁架補強結構之 ETABS 模型

166

(a)原始結構 X 向柱線 K 結構立面未圖

(b)方案一補強結構 X 向柱線 K 結構立面圖 圖 4.3 X 向結構補強前後柱線 K 結構剖面之比較

167

(a)原始結構 Y 向柱線 12 結構立面圖

(b)方案一補強結構 Y 向柱線 12 結構立面圖 圖 4.4 Y 向結構補強前後柱線 12 結構剖面之比較

168

圖 4.5 雙向各四跨外覆示空間桁架補強結構之 ETABS 模型

169

(a)原始結構 X 向柱線 D 結構立面圖

(b)方案二補強結構 X 向柱線 D 結構立面圖 圖 4.6 X 向結構補強前後柱線 D 結構剖面之比較

170

(a)原始結構 Y 向柱線 4.5 結構立面圖

(b)方案二補強結構 Y 向柱線 4.5 結構立面圖 圖 4.7 Y 向結構補強前後柱線 4.5 結構剖面之比較

171

圖 4.8 雙向各六跨外覆示空間桁架補強結構之 ETABS 模型

172

0 200000 400000 600000 800000 1000000

Story Shear (tf)

173

0 200000 400000 600000 800000 1000000

Story Shear (tf)

0 200000 400000 600000 800000 1000000

Story Shear (tf)

174

0 200000 400000 600000 800000 1000000

Story Shear (tf)

0 200000 400000 600000 800000 1000000

Story Shear (tf)

175

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000

Story Shear (tf)

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000

Story Shear (tf)

176

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000

Story Shear (tf)

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000

Story Shear (tf)

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0 20000 40000 60000 80000 100000 120000

Story Shear (tf)

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000

Story Shear (tf)

178

在文檔中 疊層式科技廠房之結構耐震補強研究 (頁 161-197)