應用位移設計法之建築物設計程式發展

Abstract

目前國內建築物之耐震設計方法(強度設計法)係將彈性設計力藉由十分具爭議性之強度折減因子降低為設計力，然後再以此設計力去設計結構，但設計出來之結構是否能具有當初預期之耐震能力，除非經過非線性歷時分析否則很難確定。但位移設計法卻可解決此問題，位移設計法是在設計過程中以位移為基礎的設計方法。在設計的過程中，工程師對於一特定的目標位移來完成設計，強度及勁度在設計的過程中不再是變數，而是設計的結果。在最近幾年，地震設計的目光都集中在整體性或區域性的位移變形上，而位移設計即是比強度設計更為清楚的洞察到結構損害和極限破壞的情況。 本文之重點在於如何以現有的位移設計法研究文獻搭配三維非線性結構分析平台PISA3D撰寫出一套全自動之建築物設計程式，利用電腦快速且強大之運算能力處理設計過程中繁雜之迭代過程。此程式具備『新建結構設計模式』、『新建結構加裝消能器設計模式』、『既有結構加裝消能器補強設計模式』三大設計模式並能支援『線性黏性阻尼器』、『非線性黏性阻尼器』、『黏彈性阻尼器』、『降服型阻尼器』等消能器之設計。並撰寫搭配設計程式之圖形化使用者操作介面來執行前、後處理之工作以加強軟體之使用性。為了驗證程式之正確性，使用數個虛擬案例與震動台實驗實例並以程式設計結果、非線性動力分析結果與實驗結果做比較。