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建築防震構造

建築防震構造. 指導老師：蕭瑞陽 自控四甲 49612080 陳重佑 自控四甲 49612067 廖浩汶. 目錄. 前言 地震的影響 防震建築設計 防震建築範例 結論. 前言. 台灣地區處於環太平洋地震帶，所以地震發生頻率很高，因此為了保障人民在災害中的安全，建築物之耐震能力必須特別重視。因此，為了確保建築物在地震力下之安全性，並避免再次發生如 921 大地震所造成之傷害，必須補強舊有建築物之耐震能力及提昇新建築物之耐震能力。. 地震影響.

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Presentation Transcript

  1. 建築防震構造 指導老師：蕭瑞陽 自控四甲49612080 陳重佑 自控四甲49612067 廖浩汶

  2. 目錄 • 前言 • 地震的影響 • 防震建築設計 • 防震建築範例 • 結論

  3. 前言 台灣地區處於環太平洋地震帶，所以地震發生頻率很高，因此為了保障人民在災害中的安全，建築物之耐震能力必須特別重視。因此，為了確保建築物在地震力下之安全性，並避免再次發生如921大地震所造成之傷害，必須補強舊有建築物之耐震能力及提昇新建築物之耐震能力。

  4. 地震影響 由於板塊運動的能量相當大，所以其規模與影響範圍也相當廣。通常來講，芮氏3以下的地震釋放的能量很小，對建築物不會造成明顯的損害。人們對於芮氏4以上的地震具有明顯的震感。在防震性能比較差且人口相對集中的區域，芮氏5以上的地震就有可能造成人員傷亡。地震產生的地震波可直接造成建築物的破壞甚至倒塌；破壞地面，產生地面裂縫，塌陷等。

  5. 防震建築設計 主要是使建物本體具有韌性，地震時不破壞整體結構，容許有適當的變形，利用搖擺的方式來消化能量。要設計一座絕對耐震的房屋或橋樑，並非絕不可能。比如說某座橋樑的造價只要200萬，為了要使它能夠承受地震規模等於8.5至9.0的最大級的地震，它的工程費要漲到500萬甚至1,000萬，那就不如等到橋毀後再重建一座。所以除了考慮安全之外，還要合乎經濟的原則。市面上應用減震的設計可分為三類，包括耐震設計、制震設計與免震設計。

  6. 耐震設計 • 大部分一般建築採用的設計，以震度4-5級為基準之結構設計防線。主要的核心觀念是「韌性」的觀念，單以主體結構利用其變形來抵銷地震的能量，建築設計多採「強柱弱梁」的觀念，使結構形成較有利之破壞機制，其設計最高原則是「小震不裂、中震可修、大震不倒」。

  7. 制震設計 「制震」建築利用特殊金屬材質的制震壁，或斜撐型的制震器，這類的減震方式通常用肉眼就觀察得出來，優點是當地震的能量傳到建物時，制震系統就輔助消化部份能量，減輕主結構的負擔。制震設計分為兩種： • 被動式消能系統：防止因地震力影響，造成建築物產生加速、共振、加大位移變形現象，因此採在結構體中預先裝置能吸收地震能量，減少構件塑性破壞的發生。 • 主動式消能系統：利用高感應器，在因風力或地震波到達建築物前而發生的微動時，利用設置在在建築物內的裝置來抵消地震力或風力。

  8. 被動式消能系統 (一)制 震 牆 (Viscous Wall Damper) 本體是用黏性剪斷抵抗阻力之制震裝置，在充填有黏性體（OILES）之鋼板槽間， 插入內部鋼板（阻力板）。OILES 黏性體是一種高黏性之高分子材料，在各種試驗下都有良好之不易燃燒性、耐候性、耐久性。在重複的剪斷下亦不降低其黏性，仍保有安定之抵抗阻力。

  9. 被動式消能系統 (二) BMD （Binghum Material Damper） 為一種軟性的消能桿件，原理是利用黏性阻尼器之阻尼效應吸收地震能而轉化為熱能。當地震或強風造成建築物搖晃時，則在相互運動下會產生抵抗力來吸收震動能量。較適用於舊建築物的補強或裝置於有限空間的耐震對策。

  10. 被動式消能系統 (三)LED （Lead Extrusion Damper） 和BMD原理相同，只是填充材不同，是由鉛擠壓消能桿件利用阻尼器吸收地震能而轉化為熱能，以發揮其衰減性能。

  11. 被動式消能系統 (四)TMD-RP(Tuned Mass Damper-Roller Pendulum type) 調諧質塊阻尼器是一種置於高層及超高層大樓頂部的能量吸收機構。是利用質量慣性效應來平衡地震力，以降低建築物振動之作用力。

  12. 主動式消能系統 AMD（Active Mass Damper） 屬質量慣性效應且置於高層及超高層大樓頂部的自動制震機構。和TMD-RP不同的是除了應用滾動擺動體之被動控制裝置（TMD-RP）為基本構造，還採用驅動裝置及控制機器，即由電腦來控制建築物之搖晃，是主動性制震機制。此機構會於微小震動產生時以反力平衡地震力或其它外力。

  13. 免震設計 「免震」建築主要是在柱子中間裝設隔震器，當發生地震時，會把大部份的地震能量隔絕在主結構外，剩餘的部份能量才由主結構的樑和柱吸收。因此，隔震技術不僅可以使結構物本身的震害減輕，還可以使其內部重要設施不受地震危害。免震結構具備以下的四種機能：絕緣／制動機能、支持機能、阻尼機能、復原機能。

  14. 絕緣／制動機能：遏抑地震以外的搖晃；抑制達到一定數值的外力，使用鉛心的高剛性固定建築物，同時防止颱風及強風等引起的搖晃。絕緣／制動機能：遏抑地震以外的搖晃；抑制達到一定數值的外力，使用鉛心的高剛性固定建築物，同時防止颱風及強風等引起的搖晃。 • 支持機能：以鋼板補強之橡膠，牢固地支撐著建築物。與橡膠單體比較，上下方之剛性高能安定支撐建築物。 • 阻尼機能：為鉛心之功能，能衰減建築物之劇烈搖晃。隨積層橡膠變形，鉛心也產生塑性變形以吸收地震能量 ，同時迅速衰減振動。 • 復原機能：回復建築物的位置。地震平靜後，橡膠具有復原力，使建築物回復到原來的位置。

  15. 隔震器 滑動式系統這類隔震器是利用擺垂原理將地震的動能轉化為位能，再慢慢消散掉這些能量將建築物回歸原來位置。這類隔震器材質為鋼材，磨差面鍍鐵氟龍。 因本身之間上下構造沒有連結，不能抵抗向上之拉力，故適 用於高寬比較小之建築。

  16. 隔震器 支承墊系統 積層橡膠隔震器(RB)：其構造是一層鋼片一層橡膠累積多層而形成。鉛心橡膠隔震器(LRB）：隔震器中心加裝圓柱體之鉛心則可抵抗較大之 橫向力

  17. 比較

  18. 範例 耐震結構、免震結構解說

  19. 範例 制震牆解說

  20. 結論 建築物是人們生活居住、工作及各類活動的空間。因為台灣處於地震帶，所以建築的防震設計是不可少。經歷921大地震更讓我們注重防震的能力。隨著科技的進步，免震建築技術不斷在發展，使抗震能力不斷在改良和成熟中，並朝向地震來時，建築物不搖動不損毀。 參考文獻：http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1508111006799 http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1306012600183 http://www.homerarchi.com/dialogue_earthquake.htm

  21. Thanks foryour attention！

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