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系統識別號 U0026-0812200911035494
論文名稱(中文) 橋樑受地震作用下之分析探討
論文名稱(英文) none
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系專班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering (on the job class)
學年度 92
學期 1
出版年 93
研究生(中文) 黃明富
研究生(英文) Ming-Fu Huang
學號 n6790113
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 165頁
口試委員 口試委員-宋見春
指導教授-朱聖浩
口試委員-徐德修
口試委員-王永明
中文關鍵字 設計地震力  反應譜分析  MSAP  橋樑耐震規範  橋樑基本震動週期 
英文關鍵字 Seismic design  Response-spectrum analysis  Miscro-SAP  Nataral frequency  Earthquake 
學科別分類
中文摘要 橋樑工程最主要受制於地震力,而地震力之設計主要以橋樑耐震規範為依歸,本研究主要以MSAP程式分析鋼橋結構之橋樑基本震動週期並與橋樑耐震規範計算之橋樑基本週期比較,更進而探討不同橋樑基本震動週期之設計地震力,藉此研究我國耐震規範與實際橋樑結構行為之差異。目前而言地震並無法僅靠科學理論來規範,第一,地震的原因仍不很明白,而且專家們仍未完全同意如何將理論轉化為設計。第二,橋樑規範的制訂必須簡化地震發生時的極其複雜現象。因此設計法規必須在安全性及社會成本之間取得平衡點。所以我們必須藉由不斷地探討研究與比較才能尋找出一合宜之橋樑設計方式,本文即是在探討橋樑設計實務與理論之差異並由其中獲得經驗,進而依據設計規範建議一套合理可行之動力反應譜分析設計方法使得橋樑結構之設計更趨完善。
英文摘要 The major reason to damage bridge structures is the earthquake loading, which is also the main applied load of bridges in the specification of the bridge seismic design. Thus, the main purpose of this master thesis is to evaluate the difference of bridge seismic behaviors between the current code (static analysis) and the dynamic analysis, in which the natural frequencies and the earthquake load were compared using the above two methods. In the current codes, earthquake loads and bridge natural frequencies are calculated from a number of equations assumed a uniform arrangement of the bridge structure, and they are limited to the bridge length smaller than 150 m. Otherwise, the response-spectrum analysis should be performed; however, the details are not mentioned in the current code. For this reason, the second major objective of this study is to evaluate reasonable procedures to perform bridge response-spectrum analysis, which can be directly used to do the section design for bridges.
論文目次 ABSTRACT --------------------------------------------------------I
摘要 --------------------------------------------------------II
目 錄 --------------------------------------------------------III
圖目錄 --------------------------------------------------------V
表目錄 --------------------------------------------------------XI
第1章 緒論 --------------------------------------------------------1
1.1前言 ----------------------------------------------------------1
1.2文獻回顧 --------------------------------------------------------1
1.3研究說明 --------------------------------------------------------4
1.4有限元素程式說明-------------------------------------------------6
1.4.1程式說明-------------------------------------------------------7
1.4.2橋樑地震分析程式執行流程---------------------------------------7
第2章 橋樑地震分析--------------------------------------------------9
2.1研究架構---------------------------------------------------------9
2.2分析原理---------------------------------------------------------9
2.2.1公路橋樑耐震規範-----------------------------------------------9
2.2.2動力模式分析---------------------------------------------------16
2.3橋樑分析模組建立-------------------------------------------------17
2.3.1橋樑結構模型範例說明-------------------------------------------17
2.3.2橋樑結構模型分類說明-------------------------------------------19
第3章 橋樑地震分析結果----------------------------------------------30
3.1橋樑分析結果說明-------------------------------------------------30
3.1.1橋長與橋樑基本震動週期關係-------------------------------------30
3.1.2.橋寬與橋樑基本震動週期關係------------------------------------34
3.1.3橋拱高與橋樑基本震動週期關係-----------------------------------39
3.1.4橋拱傾斜度與橋樑基本震動週期關係-------------------------------44
3.2橋樑分析結果-----------------------------------------------------45
3.2.1提籃式鋼橋(incline arch bridge)------------------------------45
3.2.2上拱式鋼橋(Tied arch bridge)---------------------------------62
3.2.3下拱式鋼橋(Upper deck-type arch)-----------------------------76
3.2.4穿孔式鋼橋(Center deck-type arch)----------------------------88
3.2.5連續多跨鋼橋(Three –dimensional frame continuous bridge)----101
第4章 橋樑參數變異對地震力之影響------------------------------------115
4.1橋樑基本震動週期造成各種橋樑設計地震力之影響---------------------115
4.1.1變異參數定義---------------------------------------------------115
4.1.2橋長為變數基本震動週期誤差值對設計地震力誤差值影響-------------116
4.1.3橋寬為變數基本震動週期誤差值對設計地震力誤差值影響-------------116
4.1.4橋高為變數基本震動週期誤差值對設計地震力誤差值影響-------------117
4.2 橋樑基本震動週期誤差之修正--------------------------------------118
4.3 討論與結論------------------------------------------------------118
4.3.1橋樑基本震動週期造成各種橋樑設計地震力之影響-------------------118
4.4橋樑基本震動週期及設計地震力之圖形分析---------------------------120
4.4.1 橋樑基本震動週期誤差與設計地震力誤差比較結果------------------120
4.4.2 各類型橋樑趨勢分析圖------------------------------------------124
4.4.3 橋樑基本震動週期修正係數表------------------------------------129
第5章 反應譜分析於設計規範應用--------------------------------------131
5.1動力分析之種類及其困難性-----------------------------------------132
5.1.1模式分析-------------------------------------------------------133
5.1.2反應譜分析-----------------------------------------------------133
5.1.3歷時分析-------------------------------------------------------134
5.2反應譜分析設計---------------------------------------------------135
5.3建議可行之方法---------------------------------------------------136
5.3.1設計加速度反應譜-----------------------------------------------137
5.3.2振態重疊法求出各節點力-----------------------------------------138
5.3.3修正反應譜分析之地表總橫力與規範相同---------------------------140
5.3.4 MSAP程式分析步驟----------------------------------------------140
5.3.5範例說明-------------------------------------------------------142
5.3.6範例分析設計結果討論-------------------------------------------146
第6章結論與未研究方向-----------------------------------------------158
6.1結論-------------------------------------------------------------158
6.2未來研究方向-----------------------------------------------------161
參考文獻------------------------------------------------------------163
自述----------------------------------------------------------------165
參考文獻 1.中華民國交通部台灣區國道新建工程局,90國道新建工程年刊,90年03月。
2.朱聖浩,徐德修「MICRO-SAP Version-Ⅲ 有限元素分析程式原理及說明」,成功大 學土木系,1997。
3.劉樹賢,談「地震工程」,科技圖書股份有限公司,民國89年9月。
4.American Association of State Highway and Transportation Official, STANDARD SPECIFICANTION for HIGHWAY BRIDGE,1996。
5.中華民國交通部,「公路橋樑耐震設計規範」,幼獅文化事業公司;民國89年04月。
6.中華民國交通部,「公路橋樑設計規範」;幼獅文化事業公司;民國90年01月。
7.Nazzal S. Armouti,Transverse earthguke-induced forces in continuous bridges,Structural Engineering and Mechanics.VOL 14. NO6,733-738,2002.
8.胡志男,鋼結構橋樑分析及設計程式之建立,碩士論文,成功大學土研所,民國89年06月。
9.李景亮,梁英文,結構耐震設計(Earthquake Resistant Structural Design),民國91年01月
10.朱聖浩,微電腦應用於結構分析及初步設計之研究,碩士論文,成功大學土研所,民國72年05月。
11.Yu-Xian Hu,Shih-Chi Liu and Weimin Dong,Earthquake Engineering,1996.
12.Aiaya Kumar Gupta,response Spextrun Method,In Seismic Analysis and Design of Structures,1990.
13.交通部台灣區國道新建工程局,第二高速公路特殊橋樑專及輯,88年11月。
14.余建鴻,各種反應譜分析方法之比較,碩士論文,成功大學土研所,民國89年06月。
15.M.J.N.Priestley,F.Seible,G.M.Calvi,Seismic Design AND Retrofit of Bridges,1996.
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  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2004-02-03起公開。
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