明架式輕鋼架天花板之斜撐組耐震分析及天花板受垂直向地震研究

陳 威中, George C. Yao, 林 經堯

研究成果: Article同行評審

摘要

歷年來國內外之地震勘災紀錄可以知道, 在建築物主結構系統尚未發生破壞之情況下,非結構物遭受嚴重破壞的例子很多,而各項非結構物之損壞又以明架式天花板之破壞最為常見。明架式天花板為國內極為普遍之懸吊式天花板系統,卻因缺乏適當之施工方式及耐震措施導致在地震中極容易受到損壞。2011年明架式天花板之耐震施工指南正式收入至「建築物耐震設計規範及解說」之附錄B 中,其中作為抵抗水平地震力之耐震措施即為斜撐組之設置。然而斜撐組之施作一直以來都面臨極大的施工問題,造成許多斜撐組並無法於現場順利組裝,以致於天花板耐震品質參差不齊,影響原訂規範之美意。近年來陸續有研究發現斜撐組並無法有效抵抗地震之作用,甚至有實驗顯示當垂直地震力同時被考慮時反而會加重天花板破壞之情況。為確實瞭解垂直向地震對於明架式天花板之影響以及斜撐組之實際效用,本研究規劃兩階段之全尺寸天花板振動台試驗,試體材料皆符合規範之耐震需求。第一階段天花板試體尺寸為5.7m×2.7m,此階段主要為量測天花板斜撐組在地震中所能負擔之地震力大小,部分試體以單一水平向震波進行測試,其餘天花板試體則同時輸入水平向及垂直向震波。實驗結果發現不論是否考慮垂直向振動,斜撐組中之斜拉線均僅能負擔極少部分之水平作用力(約3%至5%),而當垂直向振動作用於天花板試體時其斜拉線之效用則更為下降。第二階段天花板試體尺寸為7.3m×2.7m, 此階段目的為觀察天花板試體在不同方向地震作用下之破壞模式,實驗結果顯示不論天花板試體是否裝設斜撐組,在單一水平向地震作用下皆有極佳之耐震效果;然而一旦加入垂直向地震力,天花板骨架接頭及骨架收邊處則陸續會出現明顯破壞,甚至在有設置斜撐組之天花板試體中會發現因垂直懸吊線脫落而導致試體發生嚴重崩塌的情形,也說明斜撐組之設計並無法有效提升明架式天花板之耐震能力。本研究依據第二階段實驗數據利用SAP2000 建置明架式天花板電腦模型,首先透過模態分析確認電腦模型之合理性,再以實驗地震紀錄進行動力歷時分析比對電腦模型輸出反應與實驗量測值。完成後之天花板電腦模型可作為後續研究之用模擬各式不同條件明架式天花板之地震動態反應。
貢獻的翻譯標題Seismic Analysis of Ceiling Lateral Bracing and Vertical Motion Effects on Suspended Ceilings
原文???core.languages.zh_TW???
頁(從 - 到)100-124
期刊結構工程 = Structural Engineering
32
發行號1
出版狀態Published - 2017 三月 1

指紋

深入研究「明架式輕鋼架天花板之斜撐組耐震分析及天花板受垂直向地震研究」主題。共同形成了獨特的指紋。

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