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非建築結構物之地震力

5.1 適用範圍

1. 非建築結構物包括建築物以外自行承擔垂直載重與地震力之結構物,其設 計需能承擔本章所規定,惟其規定應經本章修正。

2. 本章所規定之最小設計地震力係彈性設計地震力,因此非建築結構物之設 計應使其具有足夠的強度與韌性,以達與本規範建築物相一致之耐震能 力。容許應力、載重係數、強度折減係數及其他細部設計要求應符合建築 技術規則建築構造編其他可通用之相關規定。該編未規定者,若認可之國 家標準中有可資應用者,亦可採用。

3. 非建築結構物之重量 W,應可包括所有如 2.2 節中所定義之靜載重,此外 亦應包括水塔、貯槽、管線等在正常操作時之全部內容物重量。

4. 非建築結構物之基本振動周期應以合理之結構力學方法決定之。

5. 層間相對側向位移無需以 2.16 節之規定來限制,應依破壞時會危及生命 安全之結構或結構構材之容許層間變位限制之。若二次彎矩與一次彎矩的 比值大於或等於 0.1 時應考慮 P-Δ效應。

6. 結構凡由於支承柔性非結構構體者,若此些構體重量超過該結構重量之 25%以上時,設計上應考慮被支承構體與該結構間之互制作用。

解說:

非建築結構物的構造與建築物結構有差異,且其靜不定度少,韌性容量 R 較低、應有所規定,以免工程師設計時取建築物結構的 R 值來使用。

5.2 設計地震力

1. 非建築結構物,若其結構系統與建築物之結構系統相似(如表 1.3 所列),則 其設計地震力之計算與建築物同。

2. 高度低於 15 公尺,用途屬 2.8 節第三、四類所述之非建築結構物,可採用 混凝土部份韌性抗彎矩構架,但設計時 R 值需取 1.6。

解說:

非建築物結構,常在其上置放重要設備,為了地震時設備仍能運轉,常用 很大的地震力來設計,此因韌性需求降低,因此容許採用部份韌性抗彎矩構架。

5.3 剛性結構物之設計地震力

基本振動周期低於 0.06 秒之剛性結構物及錨定,應使能承受如下所示之水 平地震力:

y DS h

IW V S

α

= 3 (5.1)

垂直地震力應作適當的考量,最小設計垂直地震力 Vv依下式計算:

一般震區與台北盆地:

V

v

V

h 2

=1 ; 近斷層區域:

V

v

V

h 3

= 2

水平地震力 Vh應假設作用於任何水平方向,並依質量分佈情形做豎向分配。

解說:

剛性結構物當基本振動周期幾近於零時,由(2.1)式,SaD=0.4SDS,Fu=1.0,係 數 1.4 也不宜使用,因靜不定度少,改用 1.2,因此以(5.1)式計算設計地震力。

當周期低於 0.06 秒時,SaD>0.4SDS,Fu 亦大於 1.0,因此為求簡單,仍可假設

S

aD/Fu=0.4SDS,繼續使用(5.1)式。

5.4 具支承底座之儲水槽

具平底或支承座之儲水槽,不論其基礎在地面或地下,應考慮儲水槽及其內 容物之總重,並視為剛性結構,按(5.1)式所規定的地震力設計之。此外,亦得以 下述兩種方法設計之:

1. 考慮工址預期之地震地表運動(即水平向

y DSIg S

α

3 ,垂直向

y DSIg S

α 3 2

1

y DSIg S

α 3 3

2 )及儲水

槽內液體之重量,依反應譜分析法設計之。

2. 根據某一特定型態儲水槽已被認可之試驗與分析資料設計之,-惟其震區劃 分與用途區分應與 2.3(或 2.4)及 2.8 節之規定一致者。

5.5 其他非建築結構物

5.2 至 5.4 節涵蓋之非建築結構物,應依第二章及第三章所規定的設計地震 力來設計,並應滿足以下各點:

1. R 值應由表 5.1 決定之。

2. 地震力之豎向分配可依 2.11 節或動力分析方法決定之。對 2.8 節第一類及 第二類用途區分的不規則結構物,若不能以單一質量模擬時,應採用動力 分析。

3. 對某一特定非建築結構物,若有公認之試驗與分析資料提供耐震設計之基 準時,此標準可以採用,惟震區與用途區分應與本規範一致。此外,設計 地震總橫與總傾倒力矩不得小於本規範所得值之 80%。

解說:

非建築結構物之耐震設計,可參考日本建築學會之相關規範或指針,或 IBC2000,FEMA273、274、302 與 303 等相關規範與解說。

表 5.1:非建築結構物之韌性容量

結構種類 R

1.水塔、儲槽或壓力容器,其支承架具斜撐或不具斜撐者 2.現地澆注之混凝土穀倉及煙囪、具連續性之牆壁並延續至

基礎者

3.質量均佈之懸臂型結構,如煙囪、穀倉及具縱向隔版支撐 之直高狀儲槽

4.桁架式高塔(具拉線或不具拉線者)及具拉線之煙囪 5.倒鐘擺型結構

6.冷卻水塔

7.儲存箱及漏斗狀儲器,其支承架具斜撐或不具斜撐者 8.儲存架

9.招牌及廣告版

10. 遊樂用結構及紀念碑

11. 前述以外之其他自己承擔載重之結構物

1.2 1.0

1.6

1.6 1.2 2.0 1.6 2.0 2.0 1.2 1.6