第三章 隔震結構分析設計流程
第五節 靜力法設計步驟
1.隔震系統及其上方之結構屬於規則性配置者。
2.結構隔震後之有效週期 Te 小於或等於 2.5 秒者。
3.結構座落於第一及第二類地盤且距活動斷層有適當距離者。
4.隔震系統具下列屬性者:
(1)隔震系統能產生回復力(如規範 4.2.4 節所定者)。
(2)隔震系統具有明顯不受加載率影響之力與位移特性者。
第五節 靜力法設計步驟
1.決定震區水平加速度係數 Z:依照工址所在位置及震區分布圖,決定 Z。(如規範 2.4 節所定者)
2.決定工址的地盤分類:依照工址所在位置及地質調查或相關文件,依 工址地層週期 TG決定之(如規範2.6 節所定者)。
3.決定用途係數 I:依建築物用途分類,決定建築物用途係數(如規範 2.5 節所定者)。
4.假設一最小側向位移(設計位移): D。
5.選擇隔震器種類、尺寸、及數量,並根據假設設計位移 D,計算其有 效勁度(Effective Stiffness)Keff。
6.計算隔震系統之有效振動週期 Te:應基於隔震系統之變位特性,依規
第三章 隔震結構分析設計流程
Keff:沿考慮之水平方向,隔震系統在設計位移下之有效勁
第三章 隔震結構分析設計流程 器(單位隔震系統)及其分布(Distribution),以符合垂直力、側向力 及位移的要求,設定每一單位系統之力一位移遲滯迴圈圖,此圖應基 於測試結構及廠商提供之數據。此一性質將於細部設計階段(Final
Design Stage)中確認並修正,因為隔震器成品的測試結果已經完成,
所有數據可有正確的依據。
2.反應譜分析採用之加速度反應譜為 ZICCD;非線性歷時分析採用之加 速度反應譜為 ZIC。所輸入之地震波加速度歷時依規範3.8節規定。
任一方向動力分析的設計總橫力,為動力分析所得總橫力依下列規 定調整而得:
3.反應譜分析
(1)位於隔震系統(含)及其以下之結構元件,反應譜分析所得之總橫 力除以0.8αy後不可小於(2.10)式所定Vb值之90﹪。
(2)位於隔震系統上方之結構,若其配置為規則型,反應譜分析所得之 總橫力除以αy後不可小於(2.11)式之80﹪,且不可小於 2.8.3節 所定之限度。
(3)位於隔震系統上方之結構,若其配置為不規則型,反應譜分析所得 之總橫力除以αy後不可小於(2.11)式,且不可小於2.8.3節所定 之限度。
4.非線性歷時分析
(1)位於隔震系統(含)及其下方之結構元件,非線性歷時分析所得之 總橫力除以0.8αy後不得小於(2.10)式所定 Vb值之90﹪。
(2)位於隔震系統上方之結構,若其配置為規則性,非線性歷時分析所 得之總橫力除以αy後不可小於(2.11)式之60﹪。且不可小於2.8.3 節所定之限度。
(3)位於隔震系統上方之結構,若其配置為不規則型,非線性歷時分析 所得之總橫力除αy以後不可小於(2.11)式之80﹪。且不可小於
2.8.3節所定之限度。
5.設計位移之調整:不論使用反應譜分析法或非線性歷時分析法,任一 方向動力分析所得隔震系統之位移應依下列規定調整:
(1)隔震系統之設計總位移不可小於(2.2)式所定DT值之90﹪。
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De/hn值不得超過0.9。
基本振動週期得用其他結構力學方法計算但所得之 T 值不得 大於前述經驗公式週期值1.4 倍。
6.結構動力分析模式
隔震建築物之結構模擬應盡量反應實際情形,力求隔震系統、幾 何形狀、質量份佈、構材斷面性質等之模擬能夠準確。
(1)隔震系統之模擬應具有下列之細節:
A、 考慮隔震器之空間分佈。
B、 考慮質量偏心之最劣位置,以計算位於隔震系統上方結構 之平移(兩個水平方向)及扭轉。
C、 估算作用於單一隔震器上之傾倒及揚升力。
D、 若隔震系統之力與位移特性受垂直加載、雙側向加載或加 載率之影響時,隔震系統之模擬應能考慮此影響。
(2)隔震結構應考慮
每一樓層之最大位移、及橫跨隔震系統之設計總位移與最大總 位移,應使用此隔震結構之模式計算,而此模式中則加入此隔震系 統及側向力抵抗系統之非線性元件與位移特性。具有非線性元件之
抗側向力系統包含(但不僅限於)以小於
y effD K
α 之橫力所設計之不規
則性結構系統,及以小於
y effD K
α 之 80﹪之橫力所設計之規則性結構
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系統。
滿足下列要求之耐震元件之力與位移應使用隔震結構之線彈性 模型作計算。
A、 對於非線性隔震系統所假設之擬彈性特性為基於隔震系統 之最大有效勁度。
B、 所有側向力抵抗系統之耐震元件均為線性。
7.多振態反應譜疊加法
隔震建築之動力分析若以多振態反應譜進行時:
(1)在決定設計總位移及最大總位移應包含地表運動沿最重要方向之 100﹪及地表運動沿其正交方向之 30﹪,此兩者同時激發。
(2)所考慮之振態數目應使x向、y向及扭轉方向之有效質量和均已超 過建築總質量的90﹪。
(3)建築物甚不規則時,地震輸入的方向應多考慮幾個角度。進行振態 間之疊加時,一般可用SRSS疊加法,惟若振態間之週期相近時,
應採用CQC 法則。
8.非線性動力分析
隔震建築之動力分析若以非線性歷時分析法進行時:
(1)非線性歷時分析時須以隔震器之遲滯模式為之,所輸入之地震加速 度歷時須與5﹪阻尼比設計反應譜相容。
(2)至少需採用三組含兩個方向的地震加速度歷時以進行分析,且每一 組地震加速度歷時計算所得之5﹪阻尼比反應譜在0.5Te秒至1.25Te
秒之間不得小於90﹪之 5﹪阻尼比設計反應譜值。另外每一組加速 度歷時所含之兩個方向的加速度歷時所分別對應的5﹪阻尼比設計
反應譜。
(3)若使用三組的地震加速度歷時進行分析時,所得反應之最大值可作 為設計之用。若使用七組、或更多組的地震加速度歷時進行分析時,
所得反應的平均值可作為設計之用。
(4)地震加速度歷時之延時應與設計地震之規模及震源特性一致。
(5)靠近活斷層之工址,所使用之地震加速度歷時應考慮近斷層現象。
9.依規範 3.9,3.10,3.11,及 3.12節,檢核動態扭矩,容許層間相對側 向位移角,建築物之間隔,極限層剪力強度,及垂直地震效應。