公開討論「耐震設計規範及解說」αy 的規定

一、前言

依據內政部自民國94年頒布施行「建築物耐震設計規範及解說」,第2-10頁解說第6行「就鋼結構容許應力設計而言,αy值可採1.2」,「鋼構造或鋼筋混凝土構造採極限設計法者,…αy值可採1.0」,同頁第7行「就鋼筋混凝土構造而言,依極限強度設計法,αy值可採1.5」,筆者認為αy 的規定有必要公開討論,俗語說:三個臭皮匠勝過一個諸葛亮,故不才敦請各位技師先進不吝賜教,以收「集思廣益」之效,提出以下理由:

二、說明

A. 縱觀世界各國之耐震設計規範,自然地震力(Natural Earthquake)之大小僅與自然界之各種物理性質相關(如震區、土壤性質、結構的高度、質量、勁度、自然週期),而與採用設計方法無關:
1.美國之耐震設計規範,地震力與採用設計方法無關。
2.歐洲之耐震設計規範,地震力與採用設計方法無關。
3.日本之耐震設計規範,地震力與採用設計方法無關。
4.中國之耐震設計規範,地震力與採用設計方法無關。
5.紐西蘭之耐震設計規範,地震力與採用設計方法無關。

B. 各式各樣的載重都與採用設計方法無關,地震力與風力、土壓力、水壓力同屬於自然力,其大小與自然界之各種物理性質相關,而與人為的設計方法無關;例如:結構的自然振動週期(Natural Frequence)僅與結構物理性質(質量、勁度)相關,與人為的外力無關。
1.水壓力與採用設計方法無關。
2.土壓力與採用設計方法無關。
3.風力與採用設計方法無關。
4.活載重與採用設計方法無關。
設計方法,是工程師對安全性與經濟性的看法,有各種不同的載重組合方法,但各種基本載重與組合方式無關;例如「住宅活載重統一標準為200公斤/每平方公尺」,不因採用不同設計法而有所不同;水壓力與水的深度有關,不因採用不同設計法而有所不同;土壓力與土的深度有關,不因採用不同設計法而有所不同;風壓力與結構形狀與地區有關,不因採用不同設計法而有所不同;所以地震力之大小僅與自然界之各種物理性質相關(如震區、土壤性質、結構質量、勁度),而與採用設計方法無關。

C. 同樣的建築物不可能有兩個最小地震力

當工程師對安全性與經濟性有不同的看法,可以採用不同的載重組合方法反應。舉例來說明,「假如」總統府的右側是採用工作應力設計法(容許應力設計法) 來定下設計地震力,總統府的左側是採用極限強度設計法,來定下設計地震力;其兩側分別屬於不同的人為的設計方法,那麼總統府因採用不同設計法而有兩個不同的最小地震力,奇怪吧?總統府是對稱的結構,右側與左側完全相同,同樣的建築物竟然有兩個最小地震力,那個最小?

三、建議

自民國87年起,筆者在技師報有陸續反應αy 的規定「不合理」,內政部建築技術審議委員會的「建築物耐震設計規範及解說」專案小組,歷經召開19次審查會議反覆討論完成,民國94年7月1日正式頒行,仍然保留αy 的規定。民國95年1月筆者在技師報再次反應αy 的規定「有必要公開討論」,因地震力計算確因設計方法不同而異,有違反自然法理,而風力、土壓力、水壓力之計算標準,與活載重(live load) 等均無須隨設計方法變動,參照世界其他國家規範之後,為收「集思廣益」之效,建請內政部公開討論「耐震設計規範及解說」αy不合理的規定。

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