第二章 研修重點
2.5 對應不同性能目標,建立工址可建性、概念設計基本要求
2.5.2 概念設計
2.5.2.2 IBC
繼 IBC2000 之後,FEMA368、FEMA450 均對結構系統使用與建築物 高度有所限制,大體一致,有細項改變如表 2-38。表 2-38以 IBC2000 為主,
“[ ]”內參數為 FEMA450 修改值,其中,NL=無限制,NP=不允許。該表考 慮耐震設計類別(與建築物用途、地震等級相關)來加以限制,符合耐震性 能設計理念。
表2-38 IBC 基本地震力抵抗系統的設計參數與限制
不同耐震設計分類下之結構系 統使用限制與建築物高度限制 基本 m 地震力抵抗系統
反應修 正係數
R
結構系 統過強 因子Ω0
位移放 大因數
C d A、B C D E F
1.承重牆系統
A. 鋼造普通斜撐構架
[含斜撐之輕構架牆] 4 2 3.5 無限制 無限制 160 [65]
160 [65]
160 [65]
B.特殊混凝土造剪力牆 5.5
[5] 2.5 5 無限制 無限制 160 160 100 C.普通混凝土造剪力牆 4.5
[4] 2.5 4 無限制 無限制 不允許 不允許 不允許
D.詳細純混凝土造剪力牆 2.5
[2] 2.5 2 無限制 不允許 不允許 不允許 不允許
F.特殊加強磚造剪力牆 5
[3.5] 2.5 3.5 無限制 無限制 160 160 100 G.部分加強磚造剪力牆 3.5
[2.5] 2.5 2.25
[2.5] 無限制 無限制 不允許 不允許 不允許
H.普通加強磚造剪力牆 2.5
[2] 2.5 1.75 無限制 160
[NP] 不允許 不允許 不允許
I.詳細純磚造剪力牆 2 2.5 1.75 無限制 不允許 不允許 不允許 不允許
J.普通純磚造剪力牆 1.5 2.5 1.25 無限制 不允許 不允許 不允許 不允許
K.具有木造或鋼造剪力嵌版 之輕構架牆
(剪力嵌版之輕構架牆)
6
[6.5] 3 4 無限制 無限制 65 65 65 L.具有其他材料造剪力嵌版
之輕構架牆 (刪除)
2 2.5 2 無限制 無限制 35 不允許 不允許
2.構架系統
A.鋼造偏心斜撐構架,有抗
彎矩接頭,連桿遠離柱 8 2 4 無限制 無限制 160 160 100 B.鋼造偏心斜撐構架,無抗
彎矩接頭,連桿遠離柱 7 2 4 無限制 無限制 160 160 100 [挫屈束制支撐構架, 有抗彎
矩接頭 ] 8 2.5 5 無限制 無限制 160 160 100 [挫屈束制支撐構架, 無抗彎
矩接頭] 7 2 5.5 無限制 無限制 160 160 100 C.鋼造特殊同心斜撐構架 6 2 5 無限制 無限制 160 160 100 D.鋼造普通同心斜撐構架 5 2 4.5 無限制 無限制 160
[35]
100 [35]
100 [NP]
E.特殊混凝土造剪力牆 6 2.5 5 無限制 無限制 160 160 100 F.普通混凝土造剪力牆 5 2.5 4.5 無限制 無限制 不允許 不允許 不允許
G.詳細純混凝土造剪力牆 3
[2.5] 2.5 2.5 無限制 不允許 不允許 不允許 不允許
H.普通純混凝土造剪力牆 2
[1.5] 2.5 2
[1.5] 無限制 不允許 不允許 不允許 不允許
I.合成構造具偏心斜撐構架 8 2
[2.5] 4 無限制 無限制 160 160 100 J.合成構造具同心斜撐構架 5 2
[2.5] 4.5 無限制 無限制 160 160 100 K.普通合成構造具斜撐構架 3 2 3 無限制 無限制 不允許 不允許 不允許
L.合成構造具鋼板剪力牆 6.5 2.5 5.5 無限制 無限制 160 160 100
4.二元系統(具有特殊彎矩構架)
A.鋼造偏心斜撐構架,有抗彎矩接頭,連桿遠離柱 8 2.5 4 無限制 無限制 無限制 無限制 無限制
B.挫屈束制支撐構架 7
[8] 2.5 4
[5] 無限制 無限制 無限制 無限制 無限制 C.鋼造特殊同心斜撐構架 8
[7] 2.5 6.5
[5.5] 無限制 無限制 無限制 無限制 無限制 D.鋼造普通同心斜撐構架
(刪除) 6 2.5 5 無限制 無限制 無限制 無限制 無限制
E.特殊混凝土造剪力牆 8 2.5 6.5 無限制 無限制 無限制 無限制 無限制
F.普通混凝土造剪力牆 7 2.5 6 無限制 無限制 不允許 不允許 不允許
G.合成構造具偏心斜撐構架 8 2.5 4 無限制 無限制 無限制 無限制 無限制
H.合成構造具同心斜撐構架 6 2.5
[2] 5 無限制 無限制 無限制 無限制 無限制
I.合成構造具鋼板剪力牆 8
[7.5] 2.5 6.5
[6] 無限制 無限制 無限制 無限制 無限制 J.特殊合成構造具混凝土剪
力牆並有鋼桿件
8
[7] 2.5 6.5 無限制 無限制 無限制 無限制 無限制
K.普通合成構造具混凝土剪 力牆並有鋼桿件
7
[6] 2.5 6
[5] 無限制 無限制 不允許 不允許 不允許
L.特殊加強磚造剪力牆 7
[5.5] 3 6.5
[5] 無限制 無限制 無限制 無限制 無限制 M.部分加強磚造剪力牆 6.5
[4] 3 5.5
[3.5] 無限制 無限制 不允許 不允許 不允許
5.二元系統(具有部分彎矩構架)
A.鋼造特殊同心斜撐構架 6[7] 2.5 5 無限制 無限制 160
[NL]
100
[NL] 不允許 B.鋼造普通同心斜撐構架
(刪除) 5 2.5 4.5 無限制 無限制 160 100 不允許
C.特殊混凝土造剪力牆 6
[6.5] 2.5 5 無限制 無限制 160 100 100 D.普通混凝土造剪力牆 5.5 2.5 4.5 無限制 無限制 不允許 不允許 不允許
E.普通加強磚造剪力牆 3 3 2.5 無限制 160 不允許 不允許 不允許
F.部分加強磚造剪力牆 5
[3.5] 3 4.5
[3] 無限制 無限制 不允許 [160] 不允許 不允許
G.合成構造具同心斜撐構架 5
[5.5] 2.5 4.5 無限制 無限制 160 100 不允許
H.普通合成構造具斜撐構架 4 2.5 3 無限制 無限制 不允許 不允許 不允許
[3.5]
I.普通合成構造具混凝土剪
力牆並有鋼桿件 5.5 2.5 4.5 無限制 無限制 不允許 不允許 不允許
J.普通混凝土造彎矩構架與 普通混凝土造剪力牆之交互 作用系統
[刪除]
5.5 2.5 5 無限制 不允許 不允許 不允許 不允許
6.單擺(Pendulum)系統
A. 懸臂柱系統(刪除) 2.5 2 2.5 無限制 無限制 35 35 35 B.特殊鋼造彎矩構架 2.5 2 2.5 無限制 無限制 無限制 無限制 無限制
C.普通鋼造彎矩構架 1.25 2 2.5
[1.25] 無限制 無限制 不允許 不允許 不允許
D.特殊混凝土造彎矩構架 2.5 2 1.25
[2.5] 無限制 無限制 無限制 無限制 無限制
7.對耐震未有特別詳細規
定之鋼結構系統 3 3 3 無限制 無限制 不允許 不允許 不允許
註:a. 樓層高度限制單位為英呎。
b. 耐震設計分類 B 和 C 的部分彎矩構架可以用普通彎矩構架取代。
c. 若是結構物具有柔性樓板,結構系統過強因子Ω0的值可以減去 0.5,但是減去 後的Ω0值不能小於 2.0。
d. 本表中的鋼造斜撐構架與就地澆注混凝土剪力牆系統,若是在任一平面下斜撐 或剪力牆的配置滿足以下所列的條件,則在耐震設計分類 D 和 E 下的高度限制 可以提高到 240 英呎,耐震設計分類 F 下的高度限制可以到 160 英呎:
z 斜撐或剪力牆在任一平面下各方向上所抵抗不含扭矩效應的地震力不能超 過總橫力的 50%[60%]。
z 斜撐或剪力牆抵禦之地震力中,任一平面因扭矩效應所引致的地震力不能超 過 20%。
[資料來源:IBC2000 表 1617.6、FEMA450 表 4.3-1]
IBC2000針對平面與立面不規則性之定義如表 2-39、表 2-40所示,對 於 E、F 類耐震設計,該規範規定不允許有軟層與弱層之立面不規則性,
以及平面內極度扭轉不規則性。
表2-39 IBC2000 平面不規則性結構 扭轉不規則性-橫隔版非柔性時需予考慮
1a 在包含意外扭矩的地震力作用下,沿地震力方向最大側邊變位大 於兩側邊平均層變位的 1.2 倍以上。
極度扭轉不規則性-橫隔版非柔性時需予考慮
1b 在包含意外扭矩的地震力作用下,沿地震力方向最大側邊變位大 於兩側邊平均層變位的 1.4 倍以上。
具凹角性
2 結構及其側力抵抗系統的平面幾何形狀具有凹角者,超過凹角部 分之結構尺寸大於沿該方向結構總長之 15%以上者。
橫隔版不連續性
3 橫隔版具有急遽不連續性或勁度不連續性,包含切角或開孔,其 面積超過全部面積 50%以上者,或兩層間有效橫隔版勁度之變化 超過 50%者。
面外之錯位性
4 側向力傳遞之路徑具不連續性,如豎向構材有面外錯位者。
非平行結構系統
5 側力抵抗系統之豎向構材不平行或對稱於兩正交主軸者。
表2-40 IBC2000 立面不規則性結構 勁度不規則性-軟層
1a 軟層者係指該層之側向勁度低於其上一層者之 70%或其上三層平 均勁度之 80%。
勁度不規則性-極度軟層
1b 軟層者係指該層之側向勁度低於其上一層者之 60%或其上三層平 均勁度之 80%。
2 質量不規則性
任一層之有效質量,若超過其相鄰樓層有效質量的 150%者,稱此 建築物具質量不規則性,屋頂下一層之質量大於屋頂層質量者,不 視為不規則。
立面幾何不規則性
3 任一層抵抗側力結構系統之水平尺度若大於其相鄰層者之 130%以 上,視此建築物具立面幾何不規則性。
抵抗側力的豎向構材立面內不連續
4 抵抗側力的豎向構材立面內錯位距離超過構材長度者或是抵抗側 力豎向構材在樓層下方的勁度降低。
強度不連續性-弱層
5 弱層為該層強度與該層設計層剪力的比值低於其上層比值 80%
者,或降伏機制中有單一樓層或多層樓層各柱上、下端均出現塑鉸 者。