橋梁及建築結構耐震設計：垂直地震力之異同

鍾立來^1,2,3、涂耀賢^4,3、楊智斌³、曹君婕³、連冠華⁵

¹國震中心、²臺大土木工程系、³翔威工程顧問公司、⁴宏國德霖科大土木工程系、⁵中興工程顧問公司

一、前言

地震動有三方向：二水平向及一垂直向。垂直地震動會引致垂直地震力，因此，「公路橋梁耐震設計規範」(簡稱橋梁規範) [1]及「建築物耐震設計規範及解說」(簡稱建築規範) [2]，皆訂有垂直地震力。現行規範尚無垂直設計譜加速度，而採水平設計譜加速度為基準，以比例縮小之；近斷層效應使比例值較高，故分成近斷層及非近斷層等二區域，橋梁及建築之設訂不同。設計地震之等級有三：等級I(中小度)、等級II(設計基準)及等級III(最大考量)，橋梁之設訂亦異於建築。

橋梁之垂直地震力有上部結構及下部結構之分，而建築物亦有水平構件(梁、板)及垂直構件(柱、牆)之別。上部結構(水平構件)及下部結構(垂直構件)，垂直振動之特性不同，垂直地震力之設訂隨之有異[3]，二規範賦予上部結構及水平構件之韌性容量不同。

本文嘗試比較橋梁及建築之規範，在垂直地震力設訂之異同，並以預力混凝土I型(PCI)梁為例，供工程界參考。

二、橋梁結構之垂直地震力

橋梁規範[1]第2.6節之主文，「位於必須考慮活動斷層近域效應之橋梁，應考慮垂直地震力之影響」，橋梁規範謹明訂近斷層區域之垂直地震力。換言之，一般區域及臺北盆地等非近斷層區域，得不考慮垂直地震力(表1)。

1326-3-1

1326-3-2

1326-3-3

1326-3-4

1326-3-5

1326-3-6

五、結語

在垂直地震力之設定上，建築規範較橋梁涵蓋之層面更廣。橋梁規範僅明訂鄰近斷層者之垂直地震力，若橋梁位於非近斷層區域，可仿照建築規範，垂直設計譜加速度乃水平之半，據而設定橋梁之垂直地震力。此外，橋梁規範只明訂等級II(設計基準，475年)地震之垂直地震力，對於重要橋梁，可參照建築規範，同時納入等級I(中小度，31年)地震及等級III地震(最大考量，2475年)之垂直地震力，三地震等級取最大者。

橋梁之下部結構及建築之垂直構件(柱、牆)都很重要，均不允許垂直承載力重新分配，也不允許韌性發展，兩者垂直地震力之設定相若。橋梁之上部結構，贅餘度低，且多為預力構件，規範不允許韌性發展及超強因子。若遇其他上部結構之系統，如構架式且非預力構件，可參考建築規範，給予合理之韌性容量及超強因子。

橋梁與建築結構系統不同，垂直地震力之設定不盡相同，可以理解。可是，同為土木結構，座落在大地上，兩者之地震(包括地震動)需求，其訂定之邏輯具有共通性。期橋梁及建築之專業人員，多作交流，互相切磋，讓規範之增修，更臻完善。

參考文獻

1. 交通部(2018)，「公路橋梁耐震設計規範」，民國108年1月14日，交技(108)字第1085000530號頒布。

2. 內政部營建署(2011)，「建築物耐震設計規範及解說」，內政部100.1.19台內營字第0990810250號令修正部分規定，自中華民國一百年七月一日生效。

3. 劉郁芳、鍾立來、翁元滔、林克強、林瑞良、鄧崇任、曾郡于(2021)，「建築物耐震規範第2.18節垂直地震力之修正」，技師報第1256期。

表1 橋梁及建築結構垂直地震力之比較

1326-3-7