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中心技術報告

NCREE-2000-033

時間 2000-12-01
標題 近斷層設計地震力與設計地表運動歷時
作者 [柴駿甫] [鄧崇任] [羅俊雄]
摘要 現行台灣建築耐震設計規範中並未考慮近斷層效應,因此,為有效提升近斷層結構的耐震標準,本報告參照美國UBC97之對策,針對車籠埔斷層附近之地震甲區(Z=0.33g), 由921集集大地震收錄到的近斷層地震紀錄分析短週期與中、長週期結構之近斷層譜加速度衰減律公式。並進而定義近斷層因子NA與Nv,分別修正短週期(等加速度平台)與中、長週期(速度控制)區段的正規化設計反應譜係數。同時,藉由結構系統地震力韌性折減係數,定義近斷層非彈性基底剪力係數之規範值,並利用EPP模型分析單自由度系統在實際收錄之近斷層地表運動作用下的非彈性基底剪力係數需求,驗證本報告提出近斷層耐震設計規範的合理性,並作為給定合理近斷層非彈性基底剪力係數上限的依據。 本報告在訂定設計地震力需求之同時,也考慮耐震分析之所需,一併將如何產生出一個保持原有地震地表運動特性又與反應譜相容之方法,作一介紹並舉實例說明此產生方法之過程與結果。本報告藉由小波轉換與逆轉換公式,求得地表運動歷時於特定頻寬範圍內的延遲時間平均值與標準差,因其與地震規模與斷層距有關,可藉由統計回歸方式,求得估算特殊場址延遲時間之平均值與標準差的經驗公式。進而由Kalman濾波技術之條件模擬方法,求得滿足此平均值與標準差的延遲時間分布,並積分求得相位頻譜。配合設計反應譜,可修正其傅立葉震幅譜,推估得滿足設計反應譜需求的地表運動歷時。 傳統之設計地震水準是以PGA值之大小來區分其水準,但為能考量實際結構反應,最新的規範趨勢乃藉由均佈危害度分析,直接利用譜加速度的衰減公式,獲致特定回歸期之設計反應譜。本報告將依據鄉、?、市等行政區域為震區劃分單位,對每一個震區分別給定0.3秒週期之反應譜值水準當作短週期結構物地震水準之標準,以及1.0秒週期之反應譜值水準當作中、長週期結構物地震水準之標準。針對近斷層區域而言,工址所屬震區之震區短週期與一秒週期水平譜加速度係數深受該斷層之特性以及工址與斷層距離之影響,若僅以鄉、?、市等行政區域形心位置之均布危害度分析結果代表該行政區域所有工址的震區水平譜加速度係數,將低估部分工址之震區水平譜加速度係數,致使設計地震力不足以抵抗該斷層引發之近斷層地震。因此,必須藉助於滿足特定斷層特性之譜加速度近斷層衰減公式定義近斷層調整因子NA與NV,進而修正近斷層工址之震區水平譜加速度係數,使合理估計近斷層建築物之設計地震力。
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