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鋼筋量之比較

第五章 消能制震結構與傳統韌性結構成本效益評比

5.1 鋼筋量之比較

本案例,分別以四種不同方式安裝阻尼器,並加以探討其受力行為及 所須配筋量,有關受力行為於第四章已論述,本章節針對鋼筋量差異加以 分析比較,個案經 ETABS 分析設計後,再藉由 DRAWRC 轉圖程式得到相 關鋼筋數量,結果統計如表 5.1。

caseⅠ:裝設 60 組金屬降伏型阻尼器,係於各樓層平面配置 4 組阻尼器,

X 向 2 組(非對稱配置),Y 向 2 組(對稱配置),立面配置從 1F 至 RF。

caseⅡ:裝設 60 組金屬降伏型阻尼器,主要係把阻尼器配製做調整,於各 樓層平面配置 6 組阻尼器,X 向 4 組(對稱配置),Y 向 2 組(對 稱配置),卽在 X 向 View-3 增加 2 組阻尼器,讓整個構架在 X 向、

Y 向所配置的阻尼器都是對稱的,立面配置從 1F 至 10F,即阻尼

器只配置至三分之二樓層數。

caseⅢ:裝設 42 組金屬降伏型阻尼器,係把阻尼器配製再做調整,於各樓 層平面配置 6 組阻尼器,X 向 4 組(對稱配置),Y 向 2 組(對稱 配置),卽在 X 向 View-3 增加 2 組阻尼器,讓整個構架在 X 向、

Y 向所配置的阻尼器都是對稱的,立面配置從 1F 至 7F,卽阻尼器 只配置至二分之ㄧ樓層數。

caseⅣ:裝設 60 組 VE damper,係把阻尼器由金屬降伏型阻尼器置換為 VE damper,於各樓層平面配置 6 組阻尼器,X 向 4 組(對稱配置), Y 向 2 組(對稱配置),整個構架在 X 向、Y 向所配置的阻尼器都 是對稱的,立面配置從 1F 至 10F,卽阻尼器只配置至三分之二樓 層數。

表 5.1 鋼筋量比較(單位:t)

w/o damper w/damper reduction

樑 468 452 3.4﹪

柱 217 191 12.0﹪

caseⅠ 金屬降伏型

(60 組) 小計 685 643 6.2﹪

樑 468 444 5.1﹪

柱 217 185 14.8﹪

caseⅡ 金屬降伏型

(60 組) 小計 685 629 8.2﹪

樑 468 448 4.3﹪

柱 217 185 14.8﹪

caseⅢ 金屬降伏型

(42 組) 小計 685 633 7.6﹪

樑 468 427 8.8﹪

柱 217 178 18.0﹪

caseⅣ VE damper

(60 組) 小計 685 605 11.7﹪

caseⅠ:本案例地下層是超挖結構,因地震力對下部結構影响不大,設置 阻尼器對下部結構減震效果非常小,對上部結構減震效果較明 顯,然本案例上部結構三分之二樓層以上樑柱配筋大都是最少量 鋼筋,由此可知上部三分之二樓層以上設置阻尼器對其減震效果 不大,本案例樑柱配筋量計算是從頂樓至地面層,卽只考慮上部 結構。未加阻尼器之韌性結構,樑配筋量為 468t、柱配筋量為 217t、小計 685t;加 60 組金屬降伏阻尼器之制震結構,樑配筋量 為 452t、柱配筋量為 191t、小計 643t,結果制震設計可減省 42t 配筋量,鋼筋折減率分別為樑 3.4%,柱 12.0%,小計 6.2%。

caseⅡ:其鋼筋折減效果在使用相同數量 60 組阻尼器條件下,顯然比 caseⅠ來得好,同時印證上部三分之二樓層數以上設置阻尼器對其 減震效果不大,本案例 caseⅡ 樑、柱鋼筋計算亦是從頂樓至地面 層,卽只考慮上部結構。未加阻尼器之韌性結構,同樣樑配筋量 為 468t、柱配筋量為 217t、小計 685t;加 60 組金屬降伏阻尼器 之制震結構,樑配筋量為 444t、柱配筋量為 185t、小計 629t,結 果制震設計可減省 56t 配筋量,鋼筋折減率分別為樑 5.1%,柱 14.8

%,小計 8.2%。

caseⅢ:其鋼筋折減效果顯然比 caseⅠ還來得好,但比 caseⅡ稍差,但就 建造成本卻減少許多,是較符合經濟效益的選擇,本案例 caseⅢ 樑、柱鋼筋計算亦是從頂樓至地面層,亦只考慮上部結構。未加 阻尼器之韌性結構,同樣樑配筋量為 468t、柱配筋量為 217t、小 計 685t;加 42 組金屬降伏阻尼器之制震結構,樑配筋量為 448t、

柱配筋量為 185t、小計 633t,結果制震設計可減省 52t 配筋量,

其鋼筋折減率分別為樑 4.3%,柱 14.8%,小計 7.6%。

caseⅣ:使用 VE damper 其鋼筋折減效果,顯然比 caseⅠ,caseⅡ,case

Ⅳ來得好,本案例樑、柱鋼筋計算亦是從頂樓至地面層,亦只考 慮上部結構。未加阻尼器之韌性結構,同樣樑配筋量為 468t、柱

配筋量為 217t、小計 685t;加 60 組 VE damper 之制震結構,樑 配筋量為 427t、柱配筋量為 178t、小計 605t,結果制震設計可減 省 80t 配筋量,其鋼筋折減率分別為樑 8.8%,柱 18.0%,小計 11.7%。

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