結構耐震設計:基本振動週期與柱子數(下)

二、十層樓建築結構之基本振動週期

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三、結語

隨著柱子數(跨數)之遞增,結構之質量與勁度同時增加,但質量之增幅高於勁度,故結構之基本振動週期隨柱子數之增加而變長。在現行之建築物耐震設計規範中,經驗公式之結構基本振動週期,僅與樓高有關,而與柱子數(跨數)無關,因此,柱子數少時,規範之經驗公式可能高估分析之基本振動週期,而柱子數多時,經驗公式則可能低估,且低估之幅度,隨柱子數而上升。有鑑於此,本文建議,規範之經驗公式,或可納入建築結構之平面尺度,使之更能反映分析之結果。

將柱子概分為內、外二種,內、外柱分別化簡為單自由度,進而求得其勁度。由內、外柱之並聯勁度,及結構之質量,可簡算得結構之基本振動週期。簡算之基本振動週期與柱子數之變化趨勢,與ETABS分析同。惟簡算分析忽略梁柱接頭之剛域,結構較柔,其基本振動週期較ETABS分析長,以本文之二案例,高估量變化不大,維持在7至17%之間,因此,簡算分析或可作為ETABS分析驗證之上限。

參考文獻

1. 鍾立來、蔡易佑、連冠華、王勝宣、賴勇安 (2015)。結構耐震設計:扭轉振動週期之估算公式。技師報,990。

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,自中華民國100年7月1日生效。

3. Felton LP and Nelson RB (2007).Matrix Structural Analysis, John Wiley and Sons.

4. 中國土木水利工程學會 (2011)。混凝土工程設計規範之應用 (土木404-100) 下冊。科技圖書。

                                        表2  十層樓結構之基本振動週期

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                           996-2-7                                                     996-2-8

                 圖7  十層樓結構之外柱示意圖                  圖8  十層樓結構之內柱示意圖

                        996-2-9                                           996-2-10

               圖9  十層樓結構模型(N=2)                        圖10  十層樓結構模型(N=3)

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        圖11 十層樓結構模型(N=10)             圖12  十層樓結構基本振動週期與柱子數之變化圖

【本文稿經由台灣省土木技師公會技師報同意轉載;未經允許請勿任意轉載】


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