复合材料补强传统建筑木构架接点之力学行为研究(II)TheStudyon.PDF

行 料 力行 精 類 行 年年 行 立都 參理 論 理 利 年 年 複合材料補強傳統建築木構架接點之力學行為研究(II) The Study on Improved Mechanical Properties of Composites Reinforced Traditional Timber Joints in Taiwan 陳啟仁 國立高雄大學都市發展與建築研究所 ，助理教授 高雄市楠梓區811高雄大學路700號 Chi-Jen Chen Assistant Professor, Graduate Institute of Urban Development and Architecture, National University of Kaohsiung, Taiwan No. 700, University Rd. Nan-Tze District, 811, Kaohsiung City Phone ：(07)5919394,Fax ：(07)5919395 ，E-mail ：cjchen@nuk.edu.tw 摘要 穿鬬式木構架是台灣民間建 築較普及的構造方式 ，早期使用於一般厝屋及廟宇 ，這些歷時已久的古蹟及歷史建 築許多都在九二一地震中遭到損毀 ，自此之後，傳統木結構的結構行為越來越受到重視。過去的結構分析實務 中，大多將這些木接點假設為鉸接 ，而近年來國內木構造接點的研究大多集中在穿鬬式木構架面內接點的討 論 。因此本研究則主要針對此類接點作為拉繫功能及提供構架面外剛度接點的力學特性 ，來進行木構造樑柱接 點補強研究與分析。 事實上 ，在為數眾多的歷史建築與古蹟案例當中可以發現 ，接點的勁度與強度往往就是由於木材材質的劣化而 衰減 ，因此在保存相關重要文化資產的同時 ，應該注重此類建築的結構行為 。另一方面 ，為了符合文化資產保 存法令的要求 ，歷史建築與古蹟的修復工作應顧及原有材料與形貌的完整性 ，因此 ，有必要發展出有效但審慎 低調的補強技術與方式。本研究就是針對上述的考量之下 ，建議出可行又同時符合法規原則的補強技術 ，本研 究最終提出不同的補強方法 ，並以足尺實驗的方式驗證其性能 ，除了對不同的結構接點勁度與破壞模式作比較 之外 ，不同方式的補強效率與可行性也在討論與分析之列 。 關鍵詞 ：傳統木構造接點、補強材料 、力學性質 1. 研究目的與動機 本研究目的分別針對穿鬬式木構造樑柱接頭補強進行探討 。接頭部分 ，以連續 、斷開 、燕尾榫為研究對象 ，對 其木構造樑柱接頭處以不同補強材料進行補強 ，分別為玻璃纖維布及碳纖維布等兩種補強形式 ，對樑柱接頭處 進行補強 ，其提高水平抵抗力與彎矩抵抗力之探討 。另外 ，針對補強材料試驗方面 ，以玻璃纖維布以及探纖維 布兩種構材 ，進行木接頭處之補強 ，並以多種貼黏層數去探討與模擬受力後結構的最大應力值 ，預估其破壞模 式 ，以利未來對於榫接合補強力學方面之研究 。 本文係針對穿鬬式木構架接點所提出的穿鬬式木構架面外接點的弱點進行補強 ，在同樣的基礎上來討論這些補 強措施的效果及其對旋轉行為的影響 。由於國內過去亦曾經針對傳統木構架接點進行縮尺試體試驗 ，惟縮尺試 驗的試驗結果僅能提供作為定性討論的依據 ，其原因在於接點的各種尺寸雖然縮小 ，然而木材纖維並未縮小 ， 因此與實際接點的行為往往不可一概而論 ，這樣的差異一般稱之為 『尺寸效應』（SizeE