臺灣傳統疊斗式木構造屋架之結構行為研究

Abstract

臺灣傳統疊斗式木構造主要為楹、斗、瓜筒、束、通及柱等構件透過各種榫接方式組合成大跨距架棟，並藉此承載大部分屋頂載重。1999年921地震中，?多古蹟及歷史建築震損破壞，其中包含不少疊斗式木構造，之後的相關耐震研究多集中於構件或接合行為，對於屋架耐震行為之探討較少。本研究以實驗方式評估上方屋架的面內及面外方向結構行為、破壞模式，並蒐集國內外針對木材承壓行為、木構件接點力學行為、整體木構架力學行為及數值模擬的相關研究，最後推導出結構數值模型以供耐震補強分析使用。 面內試驗以二座足尺架棟屋架進行動態試驗，分別為無雞舌及有雞舌試體。試驗結果顯示，斗剪壞是影響自振頻率衰減率的最大因素，也是保持接點穩定的關鍵，而雞舌的有無影響斗與束的破壞模式及構件間相對變位的模式。若於屋頂質量塊兩側設置墊木，模擬屋頂磚瓦不發生滑動之情形，則發現傳入屋架地震力變大，進而造成較嚴重損傷，表示不同的屋頂鋪設方式影響屋架破壞程度。 面外試驗以三組足尺非對稱斗栱單元進行靜態往復側推試驗，斗栱層數分別為：單層、雙層及三層。試驗結果顯示，當加載方向使栱不發揮斜撐作用時，整體行為接近剛體旋轉，而另一向加載使栱發揮斜撐作用時，栱與雞舌斗發生承壓變形甚至破壞，且強度隨斗栱層數增加而減少，主要的破壞有瓜筒的垂直剪裂及斗剪裂，其中斗剪壞是保持影響接點穩定的關鍵。 最後本研究依觀察之試體受力行為及破壞模式，以理論推導之各式旋轉彈簧模擬接頭行為，以並聯或串聯方式組成木屋架面內及面外的結構數值模型，其所得結果與試驗結果相符，故未來可以此結構數值模型評估疊斗式木屋架受側向力作用時的結構行為。

Date of Award	2018 Sept 3
Original language	Chinese
Supervisor	Yu-Lin Chung (Supervisor)