Eurocode 構造物設計規範之架構

Eurocode 系統共含十套子規範(EN)，如表 5-28 所示。其中 EN1990 Eurocode 為 所 有 土 木 構 造 技 術 規 範 之 基 礎 ； EN1991 Eurocode 1 則為規範作用在構造物之作用力(廣義之作用力可能包

含荷載、自重、積雪重、風壓、膨脹壓力、水壓、不均勻沈陷或位 移衍生的結構受力、…等)(Gulvanessian, 2001b)；EN1992 Eurocode 2 至 EN1996 Eurocode 6 分別為針對不同結構材料(混凝土結構、鋼結 構、SRC 結構、木結構、磚結構)之技術規範；EN1997 Eurocode 7 為 大地工程設計之技術規範；EN1998 Eurocode 8 為構造物耐震設計之 技術規範；最後 EN1999 Eurocode 9 為鋁結構之技術規範。由目前歐 盟規範的整體架構可清楚分辨，除 Eurocode 1 為通用之技術規則，

Eurocode 2-6 及 9 為構造物材料取向，Eurocode 8 針對耐震設計，

其相互間之關係如圖 5.11 所示。

表 5-28 Eurocode 之章節架構

圖 5.11 Eurocode 章節之相互關係

5.3.2 Eurocode 之基本理念

包含在 Eurocode 架構中之 EN 1990〜1999，為依照 EN 1990 所對 於結構體之安全性及服務性為基準，而後與 EN 1991〜1999 作為連 結。EN 1990 中對於結構設計之設計需求及驗正方式予以定義，並使 用極限狀態(Limit states)及部分係數（Partial Factors）作為計算依據。

基於使用於不同角色（例如業主、設計工程師，施工者、驗證單位等）

以及不同之結構體（例如大地工程、結構工程等）之需求及共通性，

而有下列不同之基本假設：

1.必須有相當經驗之設計工程師選擇適當之結構體並予以計算。

2.必須有相當經驗之施工者予以施做工程。

3.施工時必須有品管檢測人員予以監督施工過程。

4.施工之材料必須依照 EN1990〜EN1999 內之相關規定。

5.結構體之使用需依照設計時所考量而適當使用。

6.結構體完成後需予以適度之維護。

為 了 達 成 上 述 之 基 本 需 求 ， Eurocode 中 提 供 ”Management of Structural reliability for Construction Works”。其中對於設計工程師及施 工單位提供適當之界定。除此之外，並對於施工之品質管控提出定義。

基於上述之基本假設，Eurocode 之內容為達成下述之基本需求：

1. 安全及服務性能需要：結構在它的使用生命週期中，對於將承受可能 發生之影響，具有適當程度可靠性及經濟姓。

2. 完整性要求：結構不會因下例之事項而產生嚴重之損害，包含天然災 害、爆炸、人的錯誤等之因素。

3. 防火要求：結構抵抗對於防火之需求，包含發生火災時，不或危害結 構本身、人命、社會、鄰居物產、環境、或者其他直接地暴露的物產。

5.3.3 Eurocode 之設計生命週期

結構物設計生命週期之定義為：結構物被需求以及被期望的使用 期限，並且亦為其需求維護之時間。表 5-29 為 Eurocode 對結構物設 計生命週期之定義。

表 5-29 Eurocode 對結構物設計生命週期之定義

結構物設計生命週期之考量需包含下列之因素：

1. 需考量外力之週期性所可能造成之損害，例如風力、地震力等。

2. 需考量材料之耗損特性，例如潛變、弱化等。

3. 需考量結構體之生命週期成本，例如維護成本及損害後所需回復其 應有性能之費用。

4. 結構體性能維護策略。

5.3.4 Eurocode 之設計限度狀態

Eurocode 設計明確要求一定要驗證所有設計條件下不能超越任何 一種相關之限度狀態。由滿足設計的觀點而言，前面所提到的限度狀 態又可區分為極限限度狀態(Ultimate Limit State)與服務功能限度狀態 (Serviceability Limit State)兩大類。

所謂極限限度狀態(Ultimate Limit State)所指的是土木構造設計不 能容許各種型態的破壞或失去平衡。諸如結構物或地盤失去整體平衡 (EQU)、結構體或元件內部破壞或變形過大(STR)、地盤受載超過阻抗

因而破壞或變形過大(GEO)、因上浮(揚)力使結構物或地盤失去平衡 (UPL)、因水力坡降過大所造成之隆起、內部侵蝕或管湧等水力破壞 (HYD) 、或因材料強度發生變化而造成結構體不穩定（FAT）。

至於服務功能限度狀態所指的是當承受作用力之構造物其行為超 過某個限度狀態時，設計性能會受到影響。典型的例子為構造物雖然 並無破壞之虞，但卻因為位移或變形過大因而影響構造物原設計性能 或降低構造物之服務性(Serviceability)。對於服務功能限度狀態的檢 討，作用力所引致之效應(譬如一個構造物在所受設計作用力條件下依 學理、數值分析、或經驗公式等方法推算，預期將產生的位移量)就往 往控制結構設計。因此設計檢討過程，服務功能限度狀態包含：使用 所造成之變形對於結構體外觀及其服務性所造成之影響;不適當之震動 性對於使用者以及結構體本身造成之威脅;外力所造成之變形可能影響 結構之外觀、耐久性、性能等。因此，對於上述之狀態需考量：對結 構體造成影響之因素，以及這些因素可能發生的週期性與來源。

5.3.5 Eurocode 之耐震設計性能目標 1. 設計地震

設計地震為 475 年回歸期地震，相當於使用年限 50~100 年之超 越機率為 10%~19%。另外，重要度之考量則將設計地震力乘上重要 度係數。

2. 性能要求

極限狀態：受設計地震破壞後仍保有適當之殘餘強度，除應能 確保其作為緊急輸送之機能外，亦應容易進行檢測及補強。

使用狀態：對於設計使用年限 內發生機率較高之地震作用 下，構造物只可有輕微損傷，以及保持完整之交通機能，並可迅 速修復。