構體、構材或設備等之容許地震反應折減係數

本節針對附屬於建築之結構物部分構體、非結構構材與設備(以下簡稱非結構)之地 震力進行討論。

現行規範中，非結構之容許地震反應折減係數 值之計算公式(式 5-2a 與 5-2b)，

係參照結構系統容許韌性容量 之計算公式(式 5-3a 與 5-3b)，以降低非結構地震反應 折減係數 ，結構系統容許韌性容量 係為限制非彈性位移量而取(圖 5-1)。然而，依 據非結構最小設計水平總橫力 之計算公式(式 5-1)，容許地震反應折減係數 係考 量非結構構件本身 與錨定系統所發揮之韌性，而將其彈性需求折減為最小設計水平總 橫力 ；故容許地震反應折減係數 相當於計算建築物基底剪力時之結構系統地震 力折減係數 ，而不是對應於結構系統容許韌性容量 。因此，若採用與結構系統容 許韌性容量 相同之思維方式，以限制其非彈性變形量來計算非結構容許地震反應折 減係數 殊不合理。

圖5-1 韌性容量 與容許韌性容量 (資料來源：國家地震工程研究中心)

非結構韌性容量 與非結構容許韌性容量 之關係式應參照結構系統容許韌性容量 之計算公式(式 5-3a 與 5-3b)，其關係建議如式 5-4a 與式 5-4b 所示。

一般工址與近斷層區域： 1 1

1.5 (5-4a)

臺北盆地： 1 1

2 (5-4b)

：非結構韌性容量

：非結構容許韌性容量

非結構地震反應折減係數 與非結構韌性容量 之關係式以及非結構容許地震反 應折減係數 與非結構容許韌性容量 之關係式，可參照結構系統地震力折減係數 之計算公式，並考量非結構物視為短週期行為之剛體，依圖5-2(b) 以能量相等法則考 量，得其關係式為式5-5a 及式 5-5b。

圖5-2地震力折減係數

(資料來源：國家地震工程研究中心)

2 1 (5-5a)

2 1 (5-5b)

將式5-5b 中之 依不同工址類型代入式 5-4a 或式 5-4b，可得 與 之關係式，再

將式中之 以式5-5a 中之 與 關係代換，最終得 與 之關係(式 5-6a 與 5-6b)作為 非結構之容許地震反應折減係數Rpa 值之計算式。

一般工址與近斷層區域： 2 1

3 (5-6a)

臺北盆地： 1

2 (5-6b)

比較現行規範、修訂規範以及IBC2006 之 值對非結構設計水平加速度之影響， 圖 5-3 至圖 5-8 為假設 值等於0.8， 值等於 1.0，在 =1.0(圖 5-3 至圖 5-5)與 =2.5(圖 5-6 至圖 5-8)情況下之情形。三張圖依序分別為設備物在建築地面層、中間層及屋頂層 時，不同工址類型之 係數值所對應的水平設計加速度。

由圖 5-3 可看出， =1.0 的情況下，地面層之非結構設計加速度幾乎均由式 5-1c 控制， 係數值之變動較無影響，而 =2.5 的情況下，在建築物中間層即有部分設計 加速度已由式5-1b 控制(圖 5-7)，屋頂層則多由式 5-1b 控制(圖 5-8)。由圖中可看出 係 數值的改變對於屋頂層影響較大，但修訂後的規範皆較IBC2006 更為保守。

圖5-3 地面層 係數值範圍與對應之水平設計加速度(資料來源：國家地震工程研究中心)

圖5-4 中間層 係數值範圍與對應之水平設計加速度(資料來源：國家地震工程研究中心)

圖5-5 屋頂層 係數值範圍與對應之水平設計加速度(資料來源：國家地震工程研究中心)

圖5-6 地面層 係數值範圍與對應之水平設計加速度(資料來源：國家地震工程研究中心)

圖5-7 中間層 係數值範圍與對應之水平設計加速度(資料來源：國家地震工程研究中心)

圖5-8 屋頂層 係數值範圍與對應之水平設計加速度(資料來源：國家地震工程研究中心)