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耐震指標之分析結果比較

第三章 耐震能力初步評估方法之實例分析

3.4 疊層式晶圓廠房之耐震性能計算

3.4.3 耐震指標之分析結果比較

(a)以基底剪力為耐震需求(靜力分析;結構週期依規範經驗公式)

表 3.4 歸納之結果為根據簡易耐震初評方法,結構週期依規範經驗公 式,耐震需求考慮軟弱層須能抵抗基底剪力的條件所計算之耐震指標。茲 說明如下:

1. CASE1(三樓及五樓為軟弱層)之結果顯示三樓為軟弱層,無論所考 慮之阻尼比為何,結構在長向及短向耐震能力均不足。

2. CASE2(五樓為軟弱層)之結果顯示五樓為軟弱層,惟無論所考慮之 阻尼比為何,在3F 以柱連貫其上、下樓層的情況下,結構在長向及 短向耐震能力都足夠。

3. CASE3(無軟弱層)之結果顯示一樓為軟弱層,但結構有足夠之耐震 能力。

(b)以基底剪力為耐震需求(靜力分析;結構週期依特徵分析之第一振 態週期)

表3.5 歸納之結果為根據簡易耐震初評方法,結構週期依特徵分析之第 一振態週期,耐震需求考慮軟弱層須能抵抗基底剪力的條件所計算之耐震 指標。茲說明如下:

1. 由於特徵分析結果顯示結構之週期較經驗公式估算者短,因此耐震 需求較先前之估算結果增加。

2. CASE1(三樓及五樓為軟弱層)之結果顯示三樓為最弱層,且無論所 考慮之阻尼比為何,結構在長向及短向耐震能力均不足。

3. CASE2(五樓為軟弱層)之結果顯示五樓為最弱層,僅管耐震能力較 CASE1(原始雙疊層廠房)提升,但無論所考慮之阻尼比為何,結構 之耐震能力均不足。

4. CASE3(無軟弱層)之結果顯示一樓為軟弱層,基本上因三樓及 5 樓 以柱連貫補強而無最弱層,所以結構耐震能力足夠,只有當結構阻 尼比為2%耐震能力略顯不足。

(c)以樓層剪力為耐震需求(靜力分析;結構週期依規範經驗公式)

表 3.6 歸納之結果為根據簡易耐震初評方法,結構週期依規範經驗公 式,耐震需求考慮軟弱層須能抵抗基底剪力的條件所計算之耐震指標。茲 說明如下:

1. 由於耐震能力檢核得依各樓層對應之層剪力需求計算,因此整體評 估結果顯示耐震能力較先前提升。

2. CASE1(三樓及五樓為軟弱層)之結果顯示三樓為最弱層,但除了阻 尼比考慮為2%時耐震能力略微不足外,基本之結構之耐震能力均屬

足夠。

3. CASE2(五樓為軟弱層)及 CASE3(無軟弱層)之結果顯示一樓為最弱 層,但無論阻尼比為何結構之耐震能力均屬足夠。

(d)以樓層剪力為耐震需求(靜力分析;結構週期依特徵分析之第一振 態週期)

表3.7 歸納之結果為根據簡易耐震初評方法,結構週期依特徵分析之第 一振態週期,耐震需求考慮軟弱層須能抵抗基底剪力的條件所計算之耐震 指標。茲說明如下:

1. 由於特徵分析所得之週期較經驗公式估算者短,因此耐震需求較先 前之估算結果增加。

2. CASE1(三樓及五樓為軟弱層)之結果顯示三樓為最弱層,且除了阻 尼比為5%時結構短向之耐震能力剛好足夠外,其餘條件下結構耐震 能力均不足。

3. CASE2(五樓為軟弱層)及 CASE3(無軟弱層)之結果顯示一樓為最弱 層,且無論所考慮之阻尼比為何,結構之耐震能力均足夠。

綜合前述結果討論如下:

1. 簡易耐震初評估法若依規範經驗公式計算結構週期時,會因高估結 構週期而低估耐震需求。因此,未來若採用本研究提出之方法進行 耐震初評時,須考慮估算結構週期之合理性。本文之分析結果顯示,

若採用 T=N/10(sec)之經驗公式估算,其結果反而較接近特徵分析 結果。

2. 儘管耐震設計規範規定,若結構相鄰樓層之勁度差異過大(例如有軟 弱層)時,其軟弱層應能抵抗結構之基底剪力。惟此設計要求在檢核

耐震指標時將過於嚴苛,建議採用本研究之耐震初評方法時,以各 樓層對應之層剪力為耐震需求較為合理。

3. 儘管耐震設計規範通常建議結構之阻尼比為 5%,實際上結構之真實 阻尼比很少達到5%。建議以 2% 與 3%分析較能反應真實狀況。

(e)以基底剪力為耐震需求(比較靜力分析與動力分析;結構週期依規 範經驗公式)

表3.8 歸納之結果為根據簡易耐震初評方法,比較靜力分析與動力分析 之耐震指標,結構週期依規範經驗公式計算,耐震需求考慮軟弱層須能抵 抗基底剪力的條件所計算其耐震指標。茲說明如下:

1. 由於耐震指標依靜力分析(簡易評估方法)計算,因此整體評估結果 顯示耐震指標較不保守。

2. CASE1(三樓及五樓為軟弱層)之結果顯示,無論所考慮之阻尼比為 何,由靜力分析(簡易評估方法)及動力分析(ETABS)之結構在長向及 短向耐震能力均不足。

3. CASE2(五樓為軟弱層)之結果顯示,無論所考慮之阻尼比為何,由 靜力分析(簡易評估方法)之結構在長向及短向耐震能力都足夠。而 動力分析(ETABS)之結構在長向及短向耐震能力均不足。

4. CASE3(無軟弱層)之結果顯示,由靜力分析(簡易評估方法)及動力分 析(ETABS)之結構有足夠之耐震能力。

(f)以基底剪力為耐震需求(比較靜力分析與動力分析;結構週期依特 徵分析之第一振態週期)

表3.9 歸納之結果為根據簡易耐震初評方法,比較靜力分析與動力分析

之耐震指標,結構週期依特徵分析之第一振態週期,耐震需求考慮軟弱層 須能抵抗基底剪力的條件計算其耐震指標。茲說明如下:

1. 由於靜力分析結果顯示結構之週期較經驗公式估算者短,因此耐震 需求較先前之估算結果增加。

2. 由於耐震指標依靜力分析(簡易評估方法)計算,因此整體評估結果 顯示耐震指標較保守。

3. 由於阻尼比為 2%與 3%之耐震指標依靜力分析(簡易評估方法)與動 力分析(ETABS)結果顯示相當接近。

4. CASE1(三樓及五樓為軟弱層)之結果顯示,無論所考慮之阻尼比為 何,由靜力分析(簡易評估方法)及動力分析(ETABS)之結構在長向及 短向耐震能力均不足。

5. CASE2(五樓為軟弱層)之結果顯示,儘管耐震能力較 CASE1(三樓及 五樓為軟弱層)提升,但無論所考慮之阻尼比為何,由靜力分析(簡 易評估方法)及動力分析(ETABS)之結構之耐震能力均不足。

6. CASE3(無軟弱層)之結果顯示,基本上因三樓及五樓以柱連貫補強 而無軟弱層,所以結構耐震能力足夠,除了靜力分析(簡易評估方法) 之結構阻尼比為2%耐震能力略顯不足。

(g)以樓層剪力為耐震需求(比較靜力分析與動力分析;結構週期依規

範經驗公式)

表3.10 歸納之結果為根據簡易耐震初評方法,比較靜力分析與動力分 析之耐震指標,結構週期依規範經驗公式,耐震需求考慮軟弱層須能抵抗 樓層剪力的條件計算其耐震指標。茲說明如下:

1. 由於耐震能力檢核得依各樓層對應之層剪力需求計算,因此整體評

估結果顯示耐震能力較先前提升。

2. 由於耐震指標依靜力分析(簡易評估方法)計算,因此整體評估結果 顯示耐震指標較不保守。

3. CASE1(三樓及五樓為軟弱層)之結果顯示,但除了阻尼比考慮為 2%

及3%時耐震能力略微不足外,基本之結構之耐震能力均屬足夠。

4. CASE2(五樓為軟弱層)之結果顯示,但除了動力分析之阻尼比為 2%

時耐震能力略微不足外,基本之結構之耐震能力均屬足夠。

5. CASE3(無軟弱層)之結果顯示,但無論阻尼比為何,由靜力分析(簡 易評估方法)及動力分析(ETABS)之結構耐震能力均屬足夠。

(h)以樓層剪力為耐震需求(比較靜力分析與動力分析;結構週期依特

徵分析之第一振態週期)

表 3.11 歸納之結果為根據簡易耐震初評方法,比較靜力分析與動力分 析之耐震指標,結構週期依特徵分析之第一振態週期,耐震需求考慮軟弱 層須能抵抗樓層剪力的條件計算其耐震指標。茲說明如下:

1. 由於靜力分析結果顯示結構之週期較經驗公式估算者短,因此耐震 需求較先前之估算結果增加。

2. 由於耐震指標依靜力分析(簡易評估方法)計算,因此整體評估結果 顯示耐震指標較保守。

3. 由於阻尼比為 2%與 3%之耐震指標依靜力分析(簡易評估方法)與動 力分析(ETABS)結果顯示相當接近。

4. CASE1(三樓及五樓為軟弱層)之結果顯示,且除了動力分析之阻尼 比為 5%時結構之耐震能力足夠外,其餘條件下結構耐震能力均不 足。

5. CASE2(五樓為軟弱層)之結果顯示,且除了動力分析之阻尼比為 2%

時結構之耐震能力不足夠外,其餘條件下結構耐震能力均足夠。

6. 及 CASE3(無軟弱層)之結果顯示,且無論所考慮之阻尼比為何,結 構之耐震能力均足夠。

綜合前述結果討論如下:

1. 簡易耐震初評估法若依規範經驗公式計算結構週期時,會因高估結 構週期而底估耐震需求。因此,未來若採用本研究提出之方法進行 耐震初評時,須考慮估算結構週期之合理性。本文之分析結果顯示,

若採用 T=N/10(sec)之經驗公式估算,其結果反而較接近特徵分析 結果。

2. 僅管耐震設計規範規定若結構相鄰樓層之勁度差異過大(例如有軟 弱層)時,其軟弱層應能抵抗結構之基底剪力。惟此須設計要求在檢 核耐震指標時將過於嚴苛,建議採用本研究之耐震初評方法時以各 樓層對應之層剪力為耐震需求較為合理。

3. 簡易耐震初評估法若依規範經驗公式計算結構週期,且分析方法依 靜力分析時,會高估整體結構耐震指標。

4. 根據 ETABS 軟體進行歷時分析(結構阻尼比為 2%與 3%)之結果,與 簡易耐震初評法(結構阻尼比為 2%與 3%)之結果相當接近,建議未 來應用簡易評估法時,應採用阻尼比2%與 3%計算耐震需求較為合 理。

5. 儘管耐震設計規範通常建議結構之阻尼比為 5%,實際之結構之真實 阻尼比很少達到5%。建議以 2%與 3%分析較能會真實狀況。

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