結構耐震評估：遲滯阻尼之折減因子

鍾立來^1,2、李梓綸²、邱聰智^1,3、梁瀞方²、賴昱志¹、鄧凱文²

¹國震中心、²臺大土木系、³臺科大 營建工程系

根據台灣結構耐震評估與補強技術手冊(TEASPA V4.0)[1]第三章規定，以非線性靜力分析(側推分析)，來對建築物作詳細評估時，需計算性能目標地表加速度與建立耐震性能曲線。建築物耐震設計規範[2]所規定，在求性能目標地表加速度時，設計水平加速度反應譜係數會因為其阻尼比的不同，而需要透過不同的阻尼比折減因子來進行折減。因此，對於建築物的耐震設計與評估上來說，阻尼比的準確性，會直接影響到工程師設計結果是否為保守。

本文藉由臺大土木系研究生梁瀞方同學「以高強度錨栓連接外加 RC 構架之補強工法」碩士論文[3]，其中門型構架試體往復載重試驗實驗結果，來驗證台灣結構耐震評估與補強技術手冊[1]，所訂定之阻尼比估算公式中，阻尼修正因子k值為0.33是否合理。

一、門型構架

因應試驗之空間及經費，門型構架為0.45縮尺之試體，高1.67 m，寬2.50 m (圖1及圖2)。柱子淨高為1.35 m，此實驗以柱底至梁中央1.485 m作為往復試驗之高度。柱寬22.5 cm，深13.5cm，主筋採四角配置4根4號鋼筋，其餘配置4根3號鋼筋；箍筋採用2號鋼筋，且間隔採25 cm配置(圖3)。混凝土試驗平均抗壓強度為365.5 kgf/cm²，主筋試驗降伏強度為3466 kgf/cm²。

參考文獻

[1]    邱聰智，鍾立來，涂耀賢，賴昱志，曾建創，翁樸文，莊明介，葉勇凱，李其航，林敏郎，王佳憲，沈文成，蕭輔沛，薛強，黃世建，「臺灣結構耐震評估與補強技術手冊 (TEASPA V4.0) (2020)」，國家地震工程研究中心，研究報告NCREE-20-005，臺北。

[2]    內政部營建署(2011)，「建築物耐震設計規範及解說」，臺北。

[3]    梁瀞方(2021)，「以高強度錨栓連接外加RC構架之補強工法」，國立臺灣大學土木工程學研究所，碩士論文，臺北。

 表1 往復試驗之層間位移及位移角

表2 第一迴圈之等效勁度及週期

表3 第一、第二迴圈之勁度比及週期比

表4 第一、第二迴圈之真實遲滯阻尼比

表5 估計之等效遲滯阻尼

圖1 門型構架之立面圖、俯視圖及側視圖		圖2 門型構架之照片
圖3 柱、梁尺寸及配筋		圖4 側力及位移之遲滯迴圈與第一及 第二迴圈之包絡線
圖5 最大側力時之破壞模式		圖6 垂直承載喪失前之破壞模式 (位移角4%第2迴圈負向，正面)
圖7 垂直承載喪失前之破壞模式 (位移角4%第2迴圈負向，背面)		圖8 真實之遲滯阻尼比的計算方式
圖9 最大側力時之第一迴圈及其遲滯能		圖10 估計之遲滯阻尼比的計算方式
圖11 最大側力時之第一迴圈及其估計遲滯能		圖12 第一迴圈之真實及估計的遲滯阻尼比
圖13 第二迴圈之真實及估計的遲滯阻尼比