Page 269 - 捷運工程叢書 精進版 － 7 捷運結構工程實務

第六章 耐震設計與檢核

ZICW
V =
1.4α Fu
y
而上式亦可解釋為極限地表加速度（ZICW）除以韌性容量（1.4α Fu）。如前述之說明，
y
若將捷運地下結構比照地上建築物之設計方式，考量結構系統地震力折減係數（Fu，一般而

言 Fu ≧ 2.0）及鋼筋混凝土依強度設計法設計時之起始降伏地震力放大倍數（α =1.5）因素
y
索引置之韌性容量，MDE 及 ODE 可分別放大如下：
MDE：αy=1.0，Fu=2.0

0.23g×(1.4αyFu)= 0.23g×(1.4×1.0×2.0)=0.64g
ODE：αy=1.5，Fu=2.0

0.14g×(1.4αyFu)= 0.14g×(1.4×1.5×2.0)=0.59g
因此，捷運地下結構至少可抵抗極限地表加速度為 0.59g 之地震。

三、以實際分析例來研析崩塌時之地震力
為進一步瞭解車站標準斷面之韌性容量有多大，依設計規範之載重及載重組合設計完成

一車站標準斷面，並儘量考量韌性設計所需剪力鋼筋配置之基本韌性需求，將此完成設計之
車站標準斷面再施加地震力載重，依據電腦程式之評估結果顯示，當承載 3.0 倍之 MDE 地
震力作用時，車站站體產生第一個塑鉸而開始降伏，若增大到 8.1 倍之 MDE 地震力下，車

站站體會崩塌。
如上所述車站標準斷面之韌性容量 R 為 3，允許韌性容量為 Ra 為
Ra = 1 + (R-1)/2.0 = 1 + (3-1)/2.0 = 2

即降伏地表加速度 a 為 2 倍 MDE（約 0.46g），而崩塌地表加速度則為
r
a = (1 + √(2×Ra-1))×a = (1+√(2×2-1))×0.46 = 1.26g
c
r
即約達到 5.46 倍 MDE 之地震力作用下，車站站體才會崩塌。
四、以分析模式及實際完成結構體來研析極限耐震力

一般而言，結構設計完成之設計強度會比實際所需之強度還來得高，以下就幾方面來
說明：
( 一 ) 以結構分析模式而言

由於結構分析通常是以數值模擬之方式來進行，但數值模擬有其限制，故實
際結構行為與模擬結果有其一定的誤差。設計者為求設計結果安全，在做結構模

擬時皆以較保守之模式來建立分析模式。
( 二 ) 以斷面配筋而言
當結構模式建立後即進行結構分析，並以分析結果進行配筋，此為理論配筋

量，但鋼筋斷面為定值，故設計者需以最接近理論配筋量之整數倍鋼筋做為實際
配筋量，而兩者間之差值即為安全餘裕。舉例而言，假設一樑斷面作應力分析後
2
2
所需之理論配筋量為 8.23cm ，若使用 D16 鋼筋（斷面積 1.98cm ）來配置，四

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