地震力計算

低矮鋼筋混凝土沿街店鋪式住宅為國內相當普遍之建築形式，此種建築沿 街道方向之牆體由於通道、採光、通風等需求，常存在相當面積之開口，導致 牆體與相連梁柱構架之耐震行為異於典型含牆構架。故實務上設計沿街店鋪住 宅結構所受地震力時，垂直及沿街道此兩方向之設計力量分別計算。

計算過程：

1. 建築物之基本振動週期T，單位為秒:

由耐震設計規範[7]第二章 2.6 節所示，可依下列經驗公式計算之，或是經 由結構分析軟體計算輸出建築物之基本震動週期。

具剛性非結構牆、剪力牆、或斜撐構材之建築物。如實務上一般沿街店鋪 式住宅，其垂直街道向常具有隔戶牆，此方向其結構物耐震能力較沿街屋方向 高，故其週期採用以下經驗公式計算。

3

0.05 _n4

T  h (2.1)

不具有剛性非結構牆、剪力牆或斜撐構材之鋼筋混凝土鋼構架構造物。實 務上一般沿街店鋪式住宅，此種建築沿街道方向之牆體由於通道、採光、通方 等需求，常存在相當面積之開口，削弱牆體耐震能力。故其週期採用以下經驗 公式計算。

3

0.07 _n4

T  h (2.2)

2. 決定用途係數 I

由耐震設計規範[7]第二章 2.8 節所示，實務上一般沿街式店鋪住宅其用 途係數I值常取用 1.0，其他類建築其用途係數如附錄表 2- 7 所規定。

3. 求工址短週期與一秒週期水平譜加速度係數

判斷工址位置隸屬於附錄表 2- 8 哪種分類地區，確定後依耐震設計規範[7]

第二章 2.4 節、2.5 節、2.6 節、2.7 節分別求得工址短週期與一秒週期水平譜 加速度係數，如下列所示。

3.1 臺北市及新北市之工址設計與最大考量水平譜加速度係數S 、_aD S_aM: 3.1.1 臺北盆地微分區:

臺北盆地微分區範圍訂定為淡水河水系內海拔 20 公尺以下區域，並劃分 為臺北一區、臺北二區及臺北三區，依耐震設計規範表 2-6(a)，詳見附錄表 2- 10 所示。

3.1.2 臺北盆地範圍之各微分區之工址短週期設計水平譜加速度係數S_DS、工

址短週期最大考量水平譜加速度係數S_MS以及反應譜短週期與中週期分界之

轉換週期T₀^D及T₀^M依耐震設計規範表 2-6(c)，如附錄表 2- 11 所示。

3.1.3 求得臺北盆地之工址設計水平譜加速度係數S_aD及工址最大考量水平譜 加速度係數S ，依耐震設計規範[5]表 2-7(a)、2-7(b)，如附錄表 2- 12、表 2- 13_aM 所示。

3.2 近斷層區域之工址設計與最大考量水平譜加速度係數S 、_aD S_aM:

近斷層區域工址之設計水平譜加速度係數S ，隨建築物基本振動週期_aD T 與工址短週期與一秒週期之設計水平譜加速度係數S_DS與S 而改變；工址最_D1 大考量水平譜加速度係數S_aM，隨建築物基本振動週期T與工址短週期與一秒

週期最大考量水平譜加速度係數S_MS及S 而改變，分別如下式所計算。 _D1

一般工址區域工址之設計水平譜加速度係數S ，隨建築物基本振動週期_aD T 與工址短週期與一秒週期之設計水平譜加速度係數S_DS與S 而改變；工址_D1 最大考量水平譜加速度係數S_aM，隨建築物基本振動週期T與工址短週期與一 秒週期最大考量水平譜加速度係數S_MS及S_M1而改變。分別如下式計算。

工址短週期及一秒週期水平譜加速度係數S_DS與S : _D1

D

DS a s

S F S (2.9)

1 1

D

D v

S F S (2.10)

工址短週期及一秒週期最大考量水平譜加速度係數S_MS及S_M1:

M

MS a s

S F S (2.11)

1 1

M

M v

S F S (2.12)

3.3.1 短週期及一秒週期之設計水平譜加速度S_s^D、S₁^D，及震區短週期及一秒 週期之最大考量水平譜加速度S_s^M、S₁^M，由耐震設計規範[7]表 2-1，如附錄 表 2- 14 所示，依工址地區查表求得。

3.3.2 F 、_a F 分別為反應譜等加速度段與等速度段之工址放大係數，分別由耐_v 震設計規範[7]表 2-2(a)與表 2-2(b)查表求得，如附錄表 2- 15、表 2- 16 所示。

工址設計水平譜加速度係數S 與最大考量水平譜加速度係數_aD S_aM分別依 耐震設計規範[7]表 2-5(a)與表 2-5(b)，如附錄表 2- 24、表 2- 25 所示。

下表中之短週期與中、長週期的分界T₀^D與T₀^M亦須分別滿足(3.7)、(3.8)兩式。

4. 起始降伏地震力放大倍數與結構系統地震力折減係數：

4.1 起始降伏地震力放大倍數_y:依耐震設計規範[7]第二章 2.9 節所示，起始 降伏地震力放大倍數_y系計及設計地震力放大_y倍後，構造開始產生第一斷 面降伏，其值應根據所採用之設計方法與載重組合形式來決定。

鋼筋混凝土構造:

依極限強度設計法設計，_y 1.5 地震力載重因子取 1.0 設計，_y 1.0

另若按其他設計方法設計者，應分析決定應採用之_y值。

4.2 結構系統地震力折減係數F : _u

結構系統地震力折減係數F 與結構系統韌性容量_u R以及結構基本振動週期T 有關，而R值與抵抗地震力之各種結構系統有關。

4.3 結構系統韌性容量R：

沿街向開口牆體依 RC 未隔開非結構牆設計

一般沿街店鋪式住宅其垂直街道向因具有實心隔戶牆，故視為耐震設計規 範[7]表 1-3 如附錄表 2- 1 所示，屬於抗彎矩構架系統鋼筋混凝土造R值為 4.8。

而工程實務上設計店鋪式住宅沿街方向，依耐震設計規範第一章 1.7 節結構系 統所示，視為抗彎矩構架中填有未隔開非結構牆時R值常取 4.0。其他結構系 統可分類如耐震設計規範[7]表 1-3 查表求得R值，如附錄表 2- 1 所示，根據研 究提出幾項結構設計形式，其 R 值選取如下段詳述。

沿街向開口牆體以 RC 非結構槽缝牆設計

將以上各步驟所計算得知之各值帶入下式中，計算構造物各主軸方向分別

( ^aM )_m

2. 計算一樓以下(包含地下層及一樓)之靜載重及活載重D 、_L2 L _L2

的結構分析軟體，如 Etabs 而言，結構物構件的自重係由程式自動計算。由於 梁係與樓板一起震動，因此垂直地震的效應為其單位長度重量乘以 下式 (2.35)、(2.36)中所計算得知之係數相乘，W 為結構物構件之單位長度重量。依 耐震設計規範[7]第二章 2.18 節，如下式所示計算。

一般震區與台北盆地:

0.4 2

DS QV

y

S I

E W



 

  (2.35)

近斷層區域:

0.8 3

DS QV

y

S I

E W



 

  (2.36)