碩士 ; 國內火災事件屢見不鮮，但目前火害後鋼筋混凝土（RC）建築結構耐震能力評估模式尚付之闕如；且國內外學者專家，對於火害後RC構件之塑性鉸性質，亦未見探討。為此，本論文特別針對火害後RC構件之塑性鉸性質及火害後RC建築結構耐震能力評估模式進行深入探討。 本論文首先收集國內外相關分析及試驗資料，探討建立火害後RC構件力學行為之簡易分析模式；再利用既有NCREE與SERCB軟體探討建立火害後RC構件塑性鉸性質之決定模式；最後綜合建立火害後RC建築結構耐震能力評估模式。 研究成果顯示，利用本論文所建立之火害後RC梁柱構件力學行為之簡易分析模式，可簡易且合理評估火害後RC梁柱構件之殘餘強度與勁度；利用修正後之塑性鉸性質決定模式，可簡易利用NCREE或SERCB軟體合理決定火害後RC構件之塑性鉸性質；利用火害後RC建築結構耐震能力評估模式，可合理評估火害後RC建築結構之殘餘耐震能力。本文成果可供國內外工程實務界及學術界參考使用。 ; There are so many fire accidents occurred in our country, but the reasonable model for assessing the residual seismic capacity of fire damaged reinforced concrete (RC) buildings structure is still lacking. In addition, the characteristic of plastic hinge of fire damaged RC members also has never been investigated by domestic and foreign scholars and experts. For these reasons, this paper is intended to investigate the characteristic of plastic hinge of fire damaged RC members and establish the reasonable model for assessing the residual seismic capacity of fire damaged RC buildings structure. In this paper, the analysis data and the test data produced by domestic and foreign scholars and experts were first collected and used to establish the simple model for analyzing the mechanics behavior of fire damaged RC members. The NCREE and SERCB software were then used to investigate and establish the model for analyzing the characteristic of plastic hinge of fire damaged RC members. Thereby establish a rational model for assessing the residual seismic capability of fire damaged RC buildings structure. The results have shown that it is easy to assess the residual strength and stiffness of fire damaged RC beams and columns by using the simple model established in this paper. As well as it is easy to use NCREE or SERCB software to assess the characteristic of plastic hinge of fire damaged RC beams and columns by using the reasonable model modified in this paper. It is also reasonabe to assess the residual seismic capability of fire damaged RC buildings structure by using the evaluation model established in this paper. The results completed by this paper will be of great use for domestic and foreign engineering practitioners and academic reference. ; 中文摘要 I 英文摘要 III 目錄 IV 表目錄 VIII 圖目錄 XI 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究流程 3 1.4 研究內容 4 第二章 文獻回顧 5 2.1 前言 5 2.2 火害後RC梁柱構件力學行為 5 2.2.1 火害後RC梁柱構件力學行為之分析 5 2.2.2 火害後RC梁柱構件力學行為之試驗 7 2.3 RC梁柱構件之塑性鉸性質之決定模式 9 2.4 火害後RC建築結構之耐震能力之影響 10 第三章 理論與方法 11 3.1 前言 11 3.2 火害後RC梁柱構件力學行為之簡易分析模式 11 3.2.1 RC梁柱構件斷面受火害時之最高溫度分佈 11 3.2.2 RC梁構件受火後之力學行為 13 3.2.3 RC柱構件受火後之力學行為 18 3.2.4 火害後RC梁柱構件簡化模式之分析流程 19 3.3 常溫時RC梁柱構件塑性鉸性質決定模式 20 3.3.1 NCREE模式 20 3.3.2 SERCB模式 24 3.4 火害後RC梁柱構件塑性鉸性質決定模式 33 3.4.1 火害後NCREE模式 33 3.4.2 火害後SERCB模式 33 3.5 非線性靜力分析與容量震譜法 34 3.5.1 非線性靜力分析 34 3.5.2 ATC-40容量震譜法 35 3.5.3 耐震能力Ap計算式 36 第四章 火害後RC梁柱構件之力學行為 39 4.1 前言 39 4.2 分析基本資料與模式 40 4.3 火害後梁構件之力學行為分析與驗證 41 4.3.1 抗彎強度 41 4.3.2 抗彎勁度 43 4.3.3 抗剪強度 54 4.4 火害後柱構件之力學行為分析與驗證 57 4.5 火害對梁柱構件力學行為影響之探討 59 4.6 小結 64 第五章 火害後RC梁柱構件之塑性鉸性質 67 5.1 前言 67 5.2 分析基本資料與模式 68 5.2.1 常溫下梁柱構件案例 68 5.2.2 火害後梁柱構件案例 69 5.2.3 火害後一樓單跨RC構架案例 71 5.3 常溫時梁構件塑性鉸性質分析結果 73 5.3.1 常溫梁主鋼筋量之影響 73 5.3.2 常溫梁箍筋間距之影響 76 5.4 常溫時柱構件塑性鉸性質之分析結果 79 5.4.1 常溫柱主鋼筋量之影響 79 5.4.2 常溫柱軸力之影響 80 5.4.3 常溫柱箍筋間距之影響 82 5.5 火害後梁構件塑性鉸性質之分析結果 84 5.5.1 火害後梁主鋼筋量之影響 84 5.5.2 火害後梁箍筋間距之影響 86 5.6 火害後柱構件塑性鉸性質之分析結果 88 5.6.1 火害後柱主鋼筋量之影響 88 5.6.2 火害後柱軸力之影響 88 5.6.3 火害後柱箍筋間距之影響 91 5.7 火害後一樓單跨RC構架之側推分析結果 93 5.7.1 不同梁案例分析比較 93 5.7.2 不同柱案例分析比較 98 5.8 小結 103 第六章 火害後RC建築結構之耐震能力評估 107 6.1 前言 107 6.2 一樓一跨RC梁柱構架 107 6.2.1 數值分析模型 107 6.2.2 梁構件受火害對構架耐震能力之影響 109 6.2.3 柱構件受火害對構架耐震能力之影響 111 6.2.4 梁柱構件受火害後對構架耐震能力之影響 113 6.3 六樓三跨RC梁柱構架 114 6.3.1 數值分析模型 114 6.3.2 梁柱構件受火害對構架耐震能力之影響 117 6.3.3 不同位置梁柱構件受火害對構架耐震能力之影響 121 6.4 六樓三跨RC建築結構 123 6.4.1 數值分析模型 123 6.4.2 梁柱構件受火害對建築結構耐震能力之影響 127 6.4.3 不同位置梁柱構件受火害對建築結構耐震能力之影響 132 6.5 小結 134 第七章 結論與建議 136 7.1 結論 136 7.2 建議 136 參考文獻 138 附錄A 文獻[26,29-30]試體資料 142 附錄B 文獻[50-52]試體資料 143 附錄C 文獻[44]試體資料 144 表目錄 表3-1 RC梁彎矩(M3)與剪力(V2)塑性鉸參數計算表 21 表3-2 1RC梁彎矩(M3)與剪力(V2) 塑性鉸之參數設定值 21 表3-3 1RC 柱彎矩(M3)與剪力(V2)非線性鉸之參數設定值 23 表3-4 阻尼比修正係數 38 表4-1 文獻[29, 30]梁抗彎試驗值與本研究抗彎分析值比較 42 表4-2 文獻[29]試驗等效EcIe值與本研究計算EcIg比較 46 表4-3 文獻[26, 30]試驗等效EcIe值與本研究計算EcIg比較 46 表4-4 文獻[50]剪力破壞試體之等效EcIe值與計算EcIg比較 49 表4-5 文獻[51]剪力破壞之等效EcIe值與計算EcIg比較 49 表4-6 文獻[52]撓曲破壞之等效EcIe值與計算EcIg比較 50 表4-7文獻[44]抗剪試驗值與本研究抗剪分析值比較 54 表4-8 火害後梁殘餘剪力強度之參數影響性比較 56 表4-9 文獻[18, 30]柱試驗值與本研究分析值比較 58 表4-10 梁柱斷面尺寸與材料參數 59 表4-11 本研究梁斷拉力側受火之強度與文獻[26]分析值比較(單位tf-m) 62 表4-12 本研究梁斷面壓力側受火之強度與文獻[26]分析值比較(單位tf-m) 62 表4-13 本研究火害後梁抗剪強度與文獻[26]分析值比較(單位tf-m) 63 表4-14 本研究火害後柱抗彎強度與文獻[26]分析值比較(單位tf-m) 63 表5-1 常溫梁案例分析資料 68 表5-2 常溫柱案例分析資料 69 表5-3 火害梁案例分析資料 70 表5-4 火害柱案例分析資料 70 表5-5 案例B1至B5梁構件彎矩與轉角關係 75 表5-6 案例B6至B10梁構件彎矩與轉角關係 77 表5-7 案例C1至C4柱構件彎矩與轉角關係 81 表5-8 案例C5~C8柱構件彎矩與轉角關係 83 表5-9 案例FB1至FB5梁構件彎矩與轉角關係 85 表5-10 案例FB6至FB10梁構件彎矩與轉角關係 87 表5-11 案例FC1至FC4柱構件彎矩與轉角關係 89 表5-12 案例FC5至FC8柱構件彎矩與轉角關係 92 表5-13 案例SFB2與SFB5之NCREE與SERCB耐震能力比較 94 表5-14 案例SFB7、SFB10之NCREE與SERCB耐震能力比較 98 表5-15 案例SFC1至SFC4之NCREE與SERCB耐震能力比較 101 表5-16 案例SFC5至SFC8之NCREE與SERCB耐震能力比較 102 表6-1 梁柱斷面與材料性質 108 表6-2 案例N0、NB1至NB3耐震能力比較 110 表6-3 案例N0、NC1至NC3耐震能力比較 112 表6-4 案例N0、NBC1至NBC3耐震能力比較 113 表6-5 六樓平面結構之斷面與材料性質 115 表6-6 各樓層規範設計地震力之豎向分配 115 表6-7 規則建築規範載重組合係數 115 表6-8 六層樓平面構架梁配筋 116 表6-9 六層樓平面構架柱配筋 116 表6-10 案例N6F0、N6B1至N6B3不同破壞準則之耐震能力比較 119 表6-11 案例N6F0、N6C1至N6C3破壞準則之耐震能力比較 119 表6-12 案例N6F0、N6BC1至N6BC3破壞準則之耐震能力比較 119 表6-13 案例N6BC3、2FBC3、4FBC3不同破壞準則之耐震能力比較 122 表6-14 六樓規則建築結構之斷面尺寸與材料性質 125 表6-15 六樓建築結構設計地震力之豎向分配 126 表6-16 耐震規範規定之載重組合係數 126 表6-17 案例R6F0、6FB1至6FB3兩種破壞準則之耐震能力比較 130 表6-18 案例R6F0、6FC1至6FC3兩種破壞準則之耐震能力比較 130 表6-19 案例R6F0、6FBC1至6FBC3兩種破壞準則之耐震能力比較 130 表6-20 案例R6F0、6FBC3、L2BC3、L4BC3兩種破壞準則之耐震能力比較 133 圖目錄 圖1-1 研究流程 3 圖3-1 梁斷面溫度分佈圖[43] 12 圖3-2 柱斷面溫度分佈圖[43] 12 圖3-3 斷面內點距離斷面表面之深度與火害最高溫度關係圖[25] 12 圖3-4 梁斷面溫度分佈 13 圖3-5 柱斷面溫度分佈 13 圖3-6 梁斷面拉力側受火之溫度分佈 14 圖3-7 梁斷面壓力側受火之溫度分佈 14 圖3-8 文獻梁載重與位移圖[29] 15 圖3-9 火害後RC梁柱構件之力學行為簡化分析流程圖 19 圖3-10 ASCE41-06建議之RC梁塑性鉸載重位移曲線圖 20 圖3-11 RC柱彎矩塑性鉸性質與側向載重位移曲線圖 22 圖3-12 RC柱剪力塑性鉸性質與側向載重位移曲線圖 23 圖3-13 混凝土構件剪力強度-轉角關係圖 24 圖3-14 混凝土構件剪力強度-轉角轉換至彎矩-轉角關係圖 25 圖3-15 RC梁柱構件剪力、撓剪、撓曲破壞模式之塑性鉸性質圖 25 圖3-16 依據軸力-彎矩互制關係圖尋找柱斷面極限軸力 26 圖3-17 依據軸力-彎矩互制關係圖尋找柱斷面極限軸力 26 圖3-18 NCREE梁柱塑性鉸性質決定流程圖 31 圖3-19 SERCB梁柱塑性鉸決定流程圖 32 圖3-20 側推分析之容量曲線 34 圖4-1 文獻[26, 29, 30]不同參數影響之平均勁度修正係數趨勢 47 圖4-2 文獻[50, 51] 不同fc''剪力破壞試體之平均勁度修正係數趨勢 50 圖4-3 文獻[50-52]剪力、撓曲破壞試體之平均勁度修正係數趨勢 50 圖4-4 文獻[26, 29, 30, 50-52]不同參數對平均勁度修正係數影響 52 圖4-5 文獻[26, 29, 30, 50-52]在不同火害延時之平均勁度修正係數 53 圖5-1 一樓一跨RC構架圖 71 圖5-2 案例B1至B5之NCREE與SERCB梁塑性鉸性質比較 75 圖5-3 案例B6至B10之NCREE與SERCB梁塑性鉸性質比較 78 圖5-4 案例C1至C4之NCREE與SERCB柱塑性鉸性質比較 81 圖5-5 案例C5至C8之NCREE與SERCB柱塑性鉸性質比較 83 圖5-6 案例FB1至FB5之NCREE與SERCB塑性鉸性質比較 85 圖5-7 案例FB6至FB10之NCREE與SERCB塑性鉸性質比較 87 圖5-8 案例FC1至FC4柱構件改變箍筋間距之塑性鉸性質比較 90 圖5-9 案例FC5至FC8柱構件改變箍筋間距之塑性鉸性質比較 92 圖5-10 案例SFB2之容量曲線比較 94 圖5-11 案例SFB5之容量曲線比較 94 圖5-12 案例SFB2火害後NCREE與SERCB模式塑性鉸發展 95 圖5-13 案例SFB5火害後NCREE與SERCB模式塑性鉸發展 95 圖5-14 案例SFB7之容量曲線比較 96 圖5-15 案例SFB10之容量曲線比較 96 圖5-16 案例SFB7火害後NCREE與SERCB模式塑性鉸發展 97 圖5-17 案例SFB10火害後NCREE與SERCB模式塑性鉸發展 97 圖5-18 案例SFC1之容量曲線比較 99 圖5-19 案例SFC2之容量曲線比較 99 圖5-20 案例SFC3之容量曲線比較 99 圖5-21 案例SFC4之容量曲線比較 99 圖5-22 案例SFC1火害後NCREE與SERCB模式塑性鉸發展 100 圖5-23 案例SFC2火害後NCREE與SERCB模式塑性鉸發展 100 圖5-24 案例SFC5之容量曲線比較 102 圖5-25 案例SFC6之容量曲線比較 102 圖5-26 案例SFC7之容量曲線比較 102 圖5-27 案例SFC8之容量曲線比較 102 圖6-1 一樓一跨RC梁柱構架示意圖 108 圖6-2 案例NB0、NB1至NB3之NCREE與SERCB模式容量曲線 110 圖6-3 案例NC0、NC1至NC3之NCREE與SERCB模式容量曲線 112 圖6-4 案例N0、NBC1至NBC3之NCREE與SERCB模式容量曲線 113 圖6-5 六樓三跨RC梁柱構架示意圖 114 圖6-6 案例N6F0、N6B1至N6B3容量曲線比較 120 圖6-7 案例N6F0、N6C1至N6C3容量曲線比較 120 圖6-8 案例N6F0、N6BC1至N6BC3容量曲線比較 120 圖6-9 案例N6BC3、2FBC3、4FBC3容量曲線比較 122 圖6-10 六樓三跨RC規則建築結構全視圖 123 圖6-11 一樓至六樓RC結構平面圖 124 圖6-12 X向RC梁柱構架立面圖 124 圖6-13 Y向RC梁柱構架立面圖 125 圖6-14 案例6FB1、6FC1、6FBC1容量曲線比較 131 圖6-15 案例6FB2、6FC2、6FBC2容量曲線比較 131 圖6-16 案例6FB3、6FC3、6FBC3容量曲線比較 131 圖6-17 案例R6F0、6FBC3、L2BC3、L4BC3容量曲線比較 133 ; 學號: 601380354, 學年度: 102