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第二章 水平設計地震力比較

2.3 一般建築物水平設計地震力之比較

2.3.1 一般工址

築物)相同,故本節等同於 88 年版與 94 年版規範之一般建築物水平設計地 震力比較,雖然在其他的研究報告中亦有類似的比較,但因為重要建築物 水平設計地震力的比較要以一般建築物的比較為基礎,故本節仍做一般建 築物的重點式比較。水平設計地震力的計算公式可以用

V

=

K

h

W

來表示,

本節以

K

h為縱軸、週期

T

為橫軸繪製比較圖,圖中的

K

h值假設起始降伏地 震力放大倍數αy =1.5,並在一般工址、近斷層區域與台北盆地三個區域分 別比較:

2.3.1

一般工址

z

V

*(

V

MED)、

V

(

V

475)或

V

M(

V

2500)控制:

比較

V

*

V

公式後得知:在一般工址與近斷層區域時要

F

u >3、在 台北盆地時要

F

u >2.5,才會由

V

*控制設計地震力,由圖 2-12與圖 2-13 之

F

u與週期關係圖得知,僅有在

R > 4 . 0

T

T

0D的情況下才會發生(例 如圖 2-15、圖 2-16)。

比較

V

V

M公式後得知,

S

aD/

F

u

S

aM /

F

uM的較大者即為控制設計 的基底剪力者,參考表 2-1反應譜係數 SD

M

S

S

S

/ 與

S

1M /

S

1D的比值與圖 2-14

F

uM/

F

u之比值,可以得知大致的趨勢:在極短週期區域(

T

≤0.2

T

0D),

因為

F

uM /

F

u之比值趨近於 1,所以幾乎都是由

V

M所控制(例如圖 2-15~圖 2-22、圖 2-27),在其他區域(

T

>0.2

T

0D),要視反應譜係數的比值而定,

一般而言週期越長、R 值越大、地盤越軟(第三類地盤),則越為

V

所控 制。

z 地盤種類:

在其他條件相同之下,比較地盤種類的不同對

K

h值之影響:在中 週期區域(

T

0D

T

≤2.5

T

0D),94 年版規範與 88 年版規範

K

h的比值,第一 類地盤最大(圖 2-17),第二類與第三類地盤較小(圖 2-18、圖 2-19);在 長週期區域(

T

2.5

T

0D),則第三類地盤的

K

h的比值最大(但大的不多)。

由於地盤種類不同的

K

h比較,可以大致看出其變化趨勢,且並不會產生 巨大的影響,故在其他條件不同下的

K

h值比較中,均不考慮地盤種類的 影響。

z 容許韌性容量改變:

因 94 年版規範使用較多的容許韌性容量,所以在震區反應譜變化 不大的情況下,部份中週期區域與全部長週期區域(

T

≥2.5

T

0D)的設計地 震力會比 88 年版規範小(圖 2-15~圖 2-22)。

z 短週期之折減公式改變:

因 94 年版規範對短週期(

T

T

0D)建築物的折減比例較 88 年版規範 小,所以在震區反應譜變化不大的情況下,韌性容量 R 越差的建築物,

其短週期區域的

K

h值會比 88 年規範大,例如圖 2-20韌性容量 R=1.6 的 建築物,在短週期區域 94 年版規範之

K

h值較 88 年版規範提高約 39%,

圖 2-21韌性容量 R=2.4 時則提高約 16%。

z 震區反應譜係數降低:

原 88 年版規範 Z=0.33 的震區到 94 年版規範變為

S

SD =0.5(例如恆 春鎮等),則

K

h值會大幅降低,例如圖 2-22範例韌性容量 R=4.0 時在長 週期區域

K

h值降低約 44%,R 值越小則降低幅度越小,例如圖 2-23(韌 性容量 R=1.6)在長週期區域

K

h值降低約 31%,隨著

S

SD的遞增則此現象 越不明顯(圖 2-24、圖 2-17、圖 2-18)。

z 震區反應譜係數提高:

原 88 年版規範 Z=0.23 震區到 94 年版規範變為

S

SD =0.7(例如貢寮 鄉、路竹鄉等),則

K

h大幅增加,例如圖 2-25範例韌性容量 R=4.0 時短 週期區域

K

h增加 40%,R 值越小則增加幅度越大,例如圖 2-26範例韌 性容量 R=1.6 時加上短週期折減效性應

K

h值最大增加 100%。隨著

S

SD的 遞減則此現象越不明顯,但短週期區域

K

h仍明顯放大(圖 2-27)。

25

圖2-12 94 年版規範一般工址與近斷層區域

F

u值(

IDDRR

LS =2/3

)

圖2-13 94 年版規範台北盆地

F

u值(

IDDRR

LS =1/2

)

94規 範 Fu值 (一 般 工 址 與 近 斷 層 )

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8

週期T(單位: )

Fu

R=4.8 R=4.0 R=3.6 R=3.0 R=2.4 R=1.6

T

0D

94規 範 Fu值 (台 北 盆 地 )

1 1.5 2 2.5 3 3.5

Fu

R=4.8

R=4.0

R=3.6

R=3.0

R=2.4

R=1.6

26

圖2-14 IDDRR=1 與 IDDRR=2/3 間之 Fu 比值

圖2-15 一般建築物

K

h比較(一般工址、第一類地盤、Z=0.33、R=4.8)

0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18

Kh (g )

88規範V*

88規範V 94規範V*

94規範V 94規範Vm 性能規範Vmed 性能規範V475 性能規範V2500

R=4.8 第一類地盤 Z=0.33

6

475 0

IDDRR=1與 IDDRR=2/3之 Fu比 值

0.95 1 1.05 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3 1.35 1.4

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

週期T(單位: )

Fu 比值

R=4.8 R=4.0 R=3.6 R=3.0 R=2.4 R=1.6

475

T

S

27

28

29

30

31

32

圖2-26 一般建築物

K

h比較(一般工址、Z=0.23、R=1.6、

S

S475 =0.7

)

圖2-27 一般建築物

K

h比較(一般工址、Z=0.23、R=4.0、

S

S475 =0.5

)

0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16

Kh (g )

88規範V*

88規範V 94規範V*

94規範V 94規範Vm 性能規範Vmed 性能規範V475 性能規範V2500

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

0 1 2 3 4 5

週期T (單位: 、 )

Kh (g )

88規範V*

88規範V 94規範V*

94規範V 94規範Vm 性能規範Vmed 性能規範V475 性能規範V2500

T

0M

T

S2500

R=4.0 第三類地盤 Z=0.23 R=1.6

第三類地盤 Z=0.23

86 .

2500 =0

T

S

7 .

475 =0

S

S

S

1475 =0.4、

S

S2500 =0.9、

S

12500 =0.55

33

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