第二章 直接位移設計法初步設計流程
2.1 耐震性能設計規範草案應用直接位移設計法之程序
本研究中,耐震性能設計目標與標準比照耐震性能設計規範草案[薛強 等 2005]。惟圖 2-1初步設計流程以直接位移設計法替代草案所用強度設計 法搭配位移標準檢核之方式,修改後之設計程序如圖 2-2所示。與規範草 案設計流程(圖 2-1)相比,如圖 2-2圈選處所示,有如下改變:
(1) 原強度設計法中,根據結構系統規劃,以經驗公式計算結構基本週期 T,再結合耐震設計性能標準之要求,求取設計滿足設計目標之設計地 震力,進行分析與設計;直接位移設計法中,不再如此以經驗公式求 取結構週期 T,但結構系統規劃將提供結構變形型態之訊息,再結合 耐震設計性能標準之要求,用於直接位移設計法設計流程中,以確定 強度與勁度需求。
圖2-1 九十四年度耐震性能設計規範草案設計流程(新建建築物)
性能目標與標準 (建築物類別)
結構系統規劃
配置、材料、系統、高度、規則性、韌性容量、初始尺寸
工址可建性 輸入地震
(流程-附錄A)
性能等級
IDDRa IDRa
初步設計
分析與設計(設計地震力流程-附錄C)
(IDDRaÆIDDRRa;反應譜設下限)
初步檢核IDRa 結構週期T (經驗公式)
詳細評估與檢核耐震性能目標與標準
耐震性能分析與評估 (包括所有地震等級對應子目標)
耐震性能檢核
整體與構材性能標準、破壞機制與弱層、極軟層與極度扭轉不規則性、建築物間距
其他細部設計
施工品保 維護保養與管理……
NG
OK
NG
OK
圖2-2 直接位移設計法設計流程(新建建築物)
性能目標與標準 (建築物類別)
結構系統規劃
配置、材料、系統、高度、規則性、韌性容量、初始尺寸
工址可建性 輸入地震
(流程-附錄A)
初步設計
分析與設計(含結構構材細部設計) 結構週期T (勁度需求) 設計地震力(強度需求)
詳細評估與檢核耐震性能目標與標準
耐震性能分析與評估 (包括所有地震等級對應子目標)
耐震性能檢核
整體與構材性能標準、破壞機制與弱層、極軟層與極度扭轉不規則性、建築物間距
其他細部設計
施工品保 維護保養與管理……
NG
OK
NG
OK 性能等級
IDDRa IDRa
1強度 2勁度
初步檢核
1勁度 2強度
(1)
(2)
(3)
(2) 原強度設計法中,基於經驗公式或結構系統規劃後之結構動力分析結 果計算結構基本週期,暗示假設勁度需求已知,據此計算設計地震力,
再根據構材設計規範,依據結構分析所得構材之內力與強度進行設 計;直接位移設計法中,同時求取勁度與強度需求,可以採用強度設 計或勁度設計兩種方式。本研究主要探討強度設計方式,以便與原強 度設計法比較。有關勁度設計之方式,可參見[薛強與吳嘉偉 2004]。
(3) 原強度設計法中,假設勁度需求已知,並據此計算強度需求來設計,
需要初步檢核勁度是否滿足耐震設計性能標準;直接位移設計法中,
若以類似原理,採用強度設計方式者,需要檢核勁度需求是否滿足要 求,若採用勁度設計方式,則需檢核強度需求是否滿足要求。但因直 接位移設計法不再假設週期,其勁度與強度需求來自於以性能標準為 導向之設計法,另外,初步檢核勁度之方法也是近似法,所以,初步 檢核可以省略,留待詳細評估與檢核。