Page 262 - 捷運工程叢書 精進版 - 7 捷運結構工程實務
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臺北市政府捷運工程局
6.1.3 捷運系統設計地震力之訂定
設計地震力取決於設計最大地表水平加速度(PGA)之大小。PGA 之決定係以統計方
式來決定,先依過去之地震資料、地質構造將有同質性之範圍整合成一區,並將整個範圍加
以區分,整理各分區中之地震規模 M 與發生次數 N 的關係並建立危害度分析模式,由於工
址離地震震源的距離及地層狀況不同,地震傳到工址之強度(以 PGA 表示)也不同,因此
決定 PGA、震源距離及地震規模之關係為確定危害度曲線之重要因素,當決定出危害度曲
線後,依結構物之使用年限、迴歸期及年超越機率之關係決定危害度曲線中之最大地表水平
加速度(PGA)。依各地所得之 PGA 大小予以分類。
臺北捷運系統地震力考量,原係依據民國 76 年委託臺大地震工程研究中心之研究報告
以迴歸期 475 年,超越機率 10% 之最大地震加速度 0.18g 來考量。近年來,臺灣地區地震紀
錄日趨完備,依本局於民國 86 年委託國立中央大學之震度檢討研究報告,捷運系統後續路
網之耐震能力已修正為採用迴歸期 475 年,超越機率 10% 之最大設計地震 0.23g 來考量;後
續國家相關耐震設計規範陸續頒布後,有關捷運系統設計地震力之訂定,則回歸以「鐵路橋
梁耐震設計規範」為設計依據。
6.1.4 捷運系統之耐震設計理念
基於經濟觀點,目前之耐震設計規範並未要求結構物在任何規模之地震作用下皆絲毫無
損,而是允許建築物承受發生頻率甚低之強烈地震時主要結構與非結構組件發生局部破壞,
但結構物需俱備足夠之韌性以吸收、消散地震能量,使其在破壞之前產生充分變形,且不致
於發生瞬間倒塌,以提供足夠之預警時間,保障使用者的安全。基於此,結構物系統的韌性
在各國之耐震規範中,皆佔有極重要之地位。
耐震設計之基本要求為所設計之橋梁結構,在中度地震時主結構體維持在彈性限度內,
且其變形不得妨害列車正常運行;在設計地震時容許產生損傷,但須可修復;發生最大考量
地震時,須避免產生落橋或崩塌。
臺北捷運系統之耐震設計即依此理念,在大地震作用下,結構物允許進入非彈性範圍
(即鋼筋降伏)但需具足夠韌性來吸收塑性變形且不喪失其承載靜定載重的能力且應確保不
發生脆性破壞。即在本系統之重要位置允許產生有限度的損壞,但不會發生造成生命危險或
人體傷害之嚴重破壞情形。且在中小地震作用下,結構物仍在彈性範圍,捷運設施仍保持其
運作功能。對不同捷運設施之結構型式再詳述於下:
一、高架段結構物
( 一 ) 墩柱之韌性設計
墩柱耐震設計的基本精神在於韌性。大地震時橋墩上、下兩端順利產生塑性
鉸使墩柱具有良好韌性而能耐震,剪力設計採用橋墩上、下產生塑性鉸後所引致
之剪力來設計,不允許塑性鉸發展完成前橋墩即發生剪力破壞或其他脆性破壞。
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