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國家地震工程研究中心增建案耐震分析

為了解決lg樓層的問題，作者林冠泓 這樣論述：

本研究針對國家地震工程研究中心增建後的結構進行耐震分析。增建案是在既有的六層RC建築上，擴建為十三層RC與鋼構的複合結構；此外建築基地面積也增大以容納一樓至十三樓鋼結構服務核。舊有一樓至六樓的RC建築結構加厚或新增剪力牆，並採複合材料補強RC短梁；為增加結構耐震能力，採用BRB、SPD 及FVD等消能元件。本研究採PISA3D程式，在RC梁、RC柱、RC剪力牆、鋼梁、鋼柱、BRB、SPD、FVD等構件分採雙線性、衰減、硬化等不同材料模型，建置結構分析模型。二至七樓新舊樓板採雙質心雙剛性樓板，並在交界節點採6DOF節點元素來分析新舊樓板交界面受力情形，八至頂樓板採單質心單剛性樓板，進行模態、振

動週期、樓層勁度、非線性側推與非線性反應歷時分析。結果顯示前三振動週期相近，分別為長向平移1.24s、短向平移並旋轉1.19s及旋轉1.05s，前三模態之模態質量參與比例各約為60%。樓層勁度在七樓轉換層雖有勁度下降的情形，但不屬在設計規範的軟層範圍內。非線性反應歷時分析採21組三向地震記錄，放大兩水平反應譜的幾何平均以擬合台北二區DBE設計反應譜，放大係數約在2.22~6.35之間。並將DBE三向地震除以3.5或乘以1.3以得SLE、MCE地震危害度下之地震加速度歷時。在21組SLE、DBE、MCE作用下，長向最大屋頂側移角平均值分別為0.303、0.898、1.1%弧度，短向則為0.275

, 0.732, 0.935%弧度。長向最大層間側移角發生在七樓且各層側移角最大值分布較為均勻，平均值分別為0.35, 1.21, 1.61%弧度，短向則發生在五樓且七樓以下反應較大，平均值分別為0.34, 1.12, 1.52%弧度。在DBE作用下兩向反應均小於ASCE/SEI 7-10對介於醫院與一般建物重要度建築(Risk3)1.5%弧度的層間側移角限制；在MCE作用下，也小於FEMA 356 Life Safety性能所限制的 2%層間側移角。在DBE、MCE作用下二至七樓板有明顯旋轉反應，短向平均最大角柱層間側移角可高達樓板質心最大層間側移角的1.3倍以上。在三種地震危害度，21個最

大基底剪力平均值，依序長向為2040, 5040, 5680噸，短向為1980, 4420, 5020噸。以TAP042地震為例，MCE等級下以RC梁與剪力牆降伏為主，RC短梁雖然有3%弧度的撓曲變形，但只有強度點轉角容量6%弧度的一半。因六、七樓RC棟與服務核的勁度差異，七樓交界有明顯的樓板面內拉壓力，從交界處的受力歷時可看出七樓長向樓層剪力明顯有在交界處發生力量傳遞現象，若七樓柱勁度採用SRC柱桿件模擬，七樓交界樓板長向面內軸拉壓力會比用鋼柱模擬時降低120 tf。另只考慮1.21秒的譜加速度值來擬合台北二區DBE設計反應譜，從前述21組地震的水平地震歷時中選取七組最適者，調整係數在1.9

6~2.93之間。在三種地震危害度下分別施加在結構長向與短向，所得最大屋頂位移、屋頂加速度與基底剪力的平均值兩向差異在20%以內，性能差異不大。