國立台灣海洋大學 河海工程學系 耐震設計 (一)

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1 國立台灣海洋大學 河海工程學系 耐震設計 2010.11.08 (一)
設計地震力 鍾立來

2 最小設計水平總橫力 V V：最小設計水平總橫力 I：用途係數 SaD：工址設計水平加速度反應係數 W：建築物全部靜載重
耐設規範 式2-3 V：最小設計水平總橫力 I：用途係數 SaD：工址設計水平加速度反應係數 W：建築物全部靜載重 αy：起始降伏地震力放大係數 Fu：結構系統地震力折減係數

3 用途係數 I I = 1.5 第一類建築物：地震災害發生後，必須維持機能以救濟大眾之重要建築物
第二類建築物：儲存多量具有毒性、爆炸性等危險物品之建築物 I = 1.25 第三類建築物：公眾使用之建築物 I = 1.0 第四類建築物：其他一般建築物 耐設規範 節2.8

4 起始降伏地震力放大係數 αy 在設計地震力之下，結構在線性彈性範圍內。 設計地震力放大αy倍後，構造開始產生第一個斷面降伏。
耐設規範 節2.9

5 起始降伏地震力放大係數 αy Du Dy Dy* Pu Py Pd D 耐設規範 圖C2-1

6 起始降伏地震力放大係數 αy Pd：設計地震力 Py：降伏地震力 Pu：極限地震力 Δ：結構位移 Du Dy Dy* Pu Py Pd D

7 結構系統地震力折減係數 Fu Ra ：容許韌性容量 結構系統地震力折減係數 Fu 乃建築物基本振動週期 T 及容許韌性容量 Ra 之函數。
耐設規範 式2-15 Ra ：容許韌性容量 結構系統地震力折減係數 Fu 乃建築物基本振動週期 T 及容許韌性容量 Ra 之函數。

8 結構系統地震力折減係數 Fu 建築物基本振動週期 T 越長，結構系統地震力折減係數 Fu 越大，設計地震力 V 折減越多。
當建築物基本振動週期 T 很長，結構柔軟，結構系統地震力折減係數 Fu 為 Ra ，設計地震力 V 折減最多。

9 結構系統地震力折減係數 Fu 容許韌性容量 Ra 越高，結構韌性越好，結構系統地震力折減係數 Fu 越大，設計地震力 V 折減越多。

10 容許韌性容量 Ra 第一、二及三類地盤 耐設規範 式2-13 台北盆地 耐設規範 式2-14 R：結構系統韌性容量

11 容許韌性容量 Ra 第一、二及三類地盤 台北盆地 針對第一、二及三類地盤，允許非彈性位移達極限值之 2/3。
針對台北盆地，其地震長週期之反覆週數較多，僅允許非彈性位移達極限值之 1/2。

12 結構系統韌性容量 R Du Dy Dy* Pu Py Pd D 耐設規範 圖C2-1 第一、二及三類地盤 台北盆地

13 結構系統韌性容量 R 鋼筋混凝土造韌性抗彎矩構架 耐設規範 表1.3

14 工址設計水平加速度反應譜係數之修正 耐設規範 式2-2

15 工址設計水平加速度反應譜係數之修正 當建築物基本振動週期 T 越短，工址設計水平譜加速度 SaD 越大，結構系統地震力折減係數 Fu 越小。
因此，對 (SaD/Fu)m，設其上限值。

16 最小設計水平總橫 V 1. 由建築物之用途，查耐設規範節 2.8，得用途係數 I。
2. 由工址之震區、工址與斷層之距離、工址之地盆分類及建築物基本振動週期，得工址設計水平加速度反應譜係數 SaD。 3. 由建築物之設計尺寸，得建築物全部靜載重 W。

17 最小設計水平總橫 V 4. 由建築物之構造、設計方法及載重組合形式，參考耐設規範節 2.9，得起始降伏地震力效大倍數 αy。
5. 建築物之結構系統，查耐設規範表 1-3，得結構系統韌性容量 R。由結構系統韌性容量 R 及地盤分類，依耐設規範式 2-13及 2-14，得容許韌性容量 Ra。由容許韌性容量 Ra 及建築物基本振動週期 T，依耐設規範式 2-15，得結構系統地震力折減係數 Fu。

18 最小設計水平總橫 V 6. 由 SaD/Fu，依耐設規範式 2-2，得 (SaD/Fu)m。

19 Homework 求鋼筋混凝土造建築物二樓及頂樓之重量。 建築物長 10m (最外側柱心之距離)，梁 10m (最外側柱心之距離)，水平兩方向各二跨。總樓高 8m，具兩層樓，每層樓高 4m (樓板至樓板之高度)。 每層樓 9 根柱，柱斷面 40cm × 40cm。 每層樓 12 根梁，梁斷面 30cm(寬) × 50cm(深)。 鋼筋混凝土之單位體積重 2.4tonf/m3。

20 Homework Homework 8.1 之建築物新建工程座落於台灣海大，求最小設計水平總橫力 V。

21 Homework 在 1.4D (靜載重)下，設計柱、梁。

22 Homework 混凝土之規定抗壓強度 混凝土之彈性模數 鋼筋之規定降伏強度 柱斷面之尺寸 柱斷面之慣性矩 柱之高度

23 Homework 梁斷面之尺寸 梁斷面之慣性矩 梁之長度 梁之均佈靜載重 梁之均佈靜載重

24 參考文獻 內政部營建署，2006，建築物耐震設計規範及解說。
中國土木水利工程學會，2007，混凝土工程設計規範與解說 (土木401-96)，科技圖書。 中國土木水利工程學會，2007，混凝土工程設計規範之應用(土木404-96) (上冊) ，科技圖書。 中國土木水利工程學會，2001，混凝土工程設計規範之應用(土木404-90) (下冊) ，科技圖書。 O’Neil, PV, Advanced Engineering Mathematics, sixth edition.

25 成績 作業 15% 簡報 5% 期中考 35% 期末考 35% 學期報告 10%

26 Professor and Teaching Assistant
鍾立來 國家地震工程研究中心 譚皓