輔助分析系統分析

輔助分析系統之設計將依使用者的操作模式而有所不同，本研究所設計 的輔助分析系統主要提供第一節所述的自動化視窗操作模式與文字命令列作 業模式。自動化視窗操作模式著重在便利性與自動化，便利使用者透過使用 者圖形介面(GUI)編輯本研究分析過程中所需要的資料，而自動化則簡化分析 流程的繁複，減少使用者的操作，以下將逐步說明系統分析與架構設計之步 驟：

一、決定輔助分析系統之分析流程

依據本研究前幾章節所提出之分析理論，以及配合工程師之使用方式，

將使用的階段區分為三個主要階段：前處理階段 1、前處理階段 2 與後處理 階段。其中前處理階段 1 主要進行磚牆與 RC 牆之等值斜撐分析，協助工程 師分析結構系統中所有磚牆與 RC 牆，計算等值斜撐之斷面尺寸、材料強度 與軸力塑鉸之參數值(細部流程參考圖 7-1 所示)；前處理階段 2 主要進行梁柱 構件之彎矩塑鉸屬性分析，協助工程師計算大量且繁複的梁柱構件彎矩塑鉸 分析，並能自動地將這些分析結果產生 ETABS 能讀取與分析的 E2K 檔，並 利用 ETABS 執行側推分析(細部流程參考圖 7-2 所示)；後處理階段則是結構 物的耐震能力分析，藉由 ETABS 分析與匯出的容量曲線與容量震譜，推估 結構物耐震性能的發展(細部流程參考圖 7-3 所示)。

二、設計分析流程中資料的檔案格式

由於 ETABS 並沒有提供 API 的方式整合，所以僅能透過檔案的方式整 合，要整合的檔案主要包含能描述建築物結構資料的 MDB 檔(使用 MDB 檔 而不使用 EDB 檔的原因是因為 EDB 檔並不是公開的檔案格式，所以無法讀 取，因此僅能使用 ETABS 匯出的 MDB 檔讀取結構資料)，以及 ETABS 可以 讀取的文字格式結構模型檔 E2K(輔助分析系統將會自動地把分析結果輸出

鋼筋混凝土建築物耐震能力評估之案例示範

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成為 E2K 檔)。在整個輔助分析系統實際的分析過程中，將由 MDB 檔中讀入 所需要的結構物資料，包含梁柱構件的尺寸、材料參數與連結狀況，利用 MDB 讀入這些資料，可以大幅減少工程師重複輸入資料的麻煩，也相對大幅 提高系統的便利性。

對於本研究所提出的分析方法所需要的計算參數，少部份無法從 ETABS 匯出的 MDB 檔中取得，關於這些參數將在輔助系統開發過程中，設計相關 的資料檔案格式，由使用者補充輸入這些資料，再由輔助分析系統彙整分析。

此外，輔助分析系統亦會輸出許多資料，工程師可以透過這些資料，檢核分 析結果的可靠性。這些輔助分析系統的輸入與輸出檔案包含：斷面資訊檔 (*.sect)、磚牆與 RC 牆資訊檔(*.wall)、等值斜撐資訊檔(*.brace)、梁柱構件連 結關係與內力資訊檔(*.bcf)、斷面軸力與彎矩關係檔(*.pmc)、梁柱構件極限 軸力檔(*.uf)、梁柱構件彎矩塑鉸資訊檔(*.ph)、斷面的彎矩與曲率關係檔 (*.mk)、混凝土斷面應力應變關係檔(*.css)、鋼筋應力應變關係檔(*.sss)等，

這些資料檔案全部以文字的方式描述，且可以支援多種單位格式，除了可以 使用簡單的文字編輯器即可進行編輯之外，對於要整合其他的分析工具時，

亦提供了較高的整合彈性。

三、文字命令列作業模式操作分析

文字命令列作業模式主要是為了便利工程師可以進行批次的方法進行分 析，操作方式之設計將三個主要分析階段，參考圖 7-1、7-2 與 7-3 中的分析 流程細分成許多較細的分析程序，其中每一個分析程序設計的觀念如圖 7-4 所示。每一個分析程序均依其輸入的檔案，經過分析計算之後產生輸出檔案，

不同的分析程序會有其所對應的輸入及輸出，工程師要進行某一項分析工作 之前，要先建立該分析程序所需要的輸入檔，才能正常地執行分析的工作，

所有的分析程序設計參考圖 7-5~圖 7-7 所示。

執行文字命列的應用程式常用執行參數(Arguments)來輸入分析的參 數，輔助分析系統的文字命令列模式亦採用此種方式，例如執行：

第七章 建築物耐震能力評估之視窗化分析

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SERCBC –c=Analysis-Walls –wall=ex1.wall –brace=ex1.brace

其中，SERCBC 為輔助分析系統執行檔的檔名，-c、-wall 與-brace 為參 數名稱；Analysis-Walls、ex1.wall 與 ex1.brace 為參數值；其中-c 參數名稱後 的參數值為分析程序的命令名稱，Analysis-Wall 所代表的命令為磚牆與 RC 牆的等值斜撐分析，參數-wall 後的參數值代表磚牆或 RC 牆分析輸入檔的檔 案名稱，執行完後可以得到輸出的等值斜撐檔為 ex1.brace 檔。

編輯結構模型 (使用ETABS)

匯出結構模型 (匯出MDB檔)

產生斷面定義檔及牆(斜撐構件)定義檔

編輯斷面定義檔 編輯牆(斜撐構件)定義檔

磚牆/RC牆分析

產生E2K檔

結構靜力分析 (使用ETABS)

匯出結構靜力分析結果 (匯出MDB檔)

前處理階段(構件塑鉸分析)

圖 7-1 前處理 1-磚牆與 RC 牆分析

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圖 7-2 前處理 2-構件彎矩塑鉸屬性分析

執行側推分析

結構耐震能力分析

其它分析

圖 7-3 後處理-建築物耐震能力評估

第七章 建築物耐震能力評估之視窗化分析

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輸入資料檔案名稱 Æ 分析程序 Æ 輸出資料檔案名稱 (來自之前分析程序的結果) (供下一個分析程序使用)

圖 7-4 分析程序執行原理

編輯結構模型 建立牆/斷面資料 分析RC牆/磚牆 設定斜撐構件

(設定至E2K檔) 匯出結構資料

(EDB Æ MDB) 前處理(1)主要的分析流程

圖 7-5 前處理 1 各個細部分析程序的輸出/入檔案

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結構靜力分析 建立梁柱內力資料 PM Curve分析 極限軸力分析

構件塑鉸屬性分析

設定構件塑鉸屬性 (設定至E2K檔)

前處理(2) 主要的分析流程

圖 7-6 前處理 2 各個細部分析程序的輸出/入檔案

結構側推分析 PGA分析

後處理主要的分析流程

其它後處理程序

圖 7-7 後處理各個細部分析程序的輸出/入檔案

第七章 建築物耐震能力評估之視窗化分析

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示)，讓工程師可以透過簡單的操作即可以順利且快速地完成群組所指定的分 析程序。

批次分析程序圖示 批次分析程序圖示批次分析程序圖示

批次分析程序圖示 批次分析程序名稱批次分析程序名稱批次分析程序名稱批次分析程序名稱

圖 7-9 批次化的分析程序

第七章 建築物耐震能力評估之視窗化分析

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