計 畫 名 稱:高強度鋼筋混凝土應用在超高樓層建築物之耐震性能探討
主管單位:內政部建築研究所(工程組)
執行單位:內政部建築研究所
執行期間:100年1月~100年12月
年度:100年
核定經費:900仟元
計畫主持人:鄭元良+宋裕祺
中文摘要:

台灣地狹人稠,所能利用之建築面積亦有所限制,建築物朝向高樓層發展為未來之趨勢,目前台灣房屋建築均以鋼筋混凝土(RC)建物居多,由於RC自重過大,其所建之樓層數約莫可達三十層樓左右。日本建設省在1988至1993年間的研擬新型式鋼筋混凝土(New RC)研究計畫,將混凝土強度與鋼筋強度分別提昇到140MPa與700MPa,以有效降低RC斷面。時至今日,日本已有超過700棟以上的超高層建築物使用New RC之建造案例,其最高樓層高達60層,已突破傳統RC建築之限制。

台灣位於環太平洋地震帶,地震發生頻仍,如何確保New RC高樓之耐震性能至為重要。本研究將依據日本相關研究機構實驗所得之高強度鋼筋與高強度混凝土之組成律與剪力強度等特性,研擬一套適用於New RC耐震性能之評估與檢核分析系統,透過側推分析(Pushover Analysis)逐一檢核不同等級需求的耐震性能;此外,續以側推分析所得之結果,將模型簡化為一串燒模式(Stick Model)進行非線性動力歷時分析(Nonlinear Time History Analysis),並檢核各樓層反應。文中對於New RC各構件之塑鉸設定亦有詳細之描述,可供為國內超高層建築物從事耐震設計參考之用。

關鍵詞側推分析、非線性動力歷時分析、高強度混凝土、高強度鋼筋
重要工作項目:(1) 本研究將蒐集國內外相關研究機構有關高強鋼筋混凝土構材之相關實驗數據,建構適用於新型式混凝土之塑鉸分析流程。


(2) 研訂高強度鋼筋混凝土高樓建築(New RC)之耐震性能等級。研訂高New RC應用在超高樓層建築物之耐震性能分析流程。


(3) 撰寫一套適用於New RC超高層建築物之自動化耐震性能分析程式,作為目前各商用結構分析軟體(如ETABS等)之前、後處理程序,自動與各商用結構分析軟體串聯,增加工作效率。


(4) 編寫New RC應用在超高樓層建築物之耐震性能案例分析:包括側推分析(Pushover Analysis)與非線性動力歷時分析(Nonlinear Time History Analysis)。
預期具體成果及效益:(1)提供與建立高強度鋼筋混凝土相關耐震性能資料整理,為工程師進行耐震設計或分析之重要參考資料。


(2)加強國內高強度鋼筋混凝土之應用,使國內對於高強度鋼筋混凝土有其依據可循。

(3)本研究將開發一高強度鋼筋混凝土耐震性能評估系統,提供未來工程師耐震設計或分析之便利性。


(4)利用混凝土高強度等特性,可減小梁柱斷面,有效的降低建築材料用量,兼具建造品質與環境永續,且建築空間能更有效利用,以降低建築空間不足等因素。


(5)提供實務且先進之高強度鋼筋混凝土耐震性能評估的梁柱構件數值模型,給工程師參考使用,可確實達到高強度鋼筋混凝土於分析上之正確性與經濟性,並進而提升工程師之技術等級,並促進超高層建築物應用高強度鋼筋混凝土知識之增長。
檔案下載: