中華民國一一一年六月十一日

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三、非線性動力歷時分析之塑鉸設定

(1)梁塑鉸

動力歷時分析能夠顯現結構物反覆地震行為，因此必須考量梁兩端(i端與j端)配筋不同，與同一斷面承受反覆載重下產生正、負彎矩之特性，亦即i端或j端之正彎矩塑鉸與負彎矩塑鉸不同特性，如圖4所示。工程師可透過SERCB，自動計算正負彎矩不同塑鉸，並自動設置於梁構件上。

圖4  梁非對稱塑鉸設定

(2)柱塑鉸

柱受到地震反覆運動時，須考量軸力變化效應，塑鉸設定之第一象限與第三象限，並不會一樣。設定時考量X向或Y向，需分別計算(+X，-X)與(+Y，-Y)兩方向地震力，引致構材軸力之變化，分別設定第一與第三象限之塑鉸，再將其組合成非對稱之塑鉸(如圖5所示)。工程師可透過SERCB計算，考量軸力效應之柱塑鉸，再整合第一象限與第三象限塑鉸特性，自動設置於對應之柱構件上。

圖5   柱非對稱塑鉸設定

四、既有建築結構非線性動力歷時分析之檢核標準

既有建築物耐震性能檢核，採非線性動力歷時分析時，應以475年回歸期地震標準(EPA=0.4S_DS×I)之地震歷時，作為結構物動力歷時分析之輸入，檢核其引致構材之韌性發展，不得超過耐震設計規範規定之韌性容量R，對應之構件韌性不得大於1，計算，如圖6與圖7所示。

圖6  構件韌性檢核計算		圖7  475年回歸期地震之構件遲滯迴圈示意圖

五、新建建築結構非線性動力歷時分析之檢核標準

新設計之建築物耐震性能檢核，採動力歷時分析時，應檢核以下項目：

l  以475年(EPA=0.4S_DS×I)回歸期地震之地震歷時，作為結構物非線性動力歷時分析之輸入，檢核其引致構材之韌性發展，不得超過耐震設計規範規定之容許韌性容量R_a，即(臺北盆地)或 (非臺北盆地)。

l  以2,500年(EPA=0.4S_MS×I)回歸期地震之地震歷時，作為結構物非線性動力歷時分析之輸入，檢核其引致構材之韌性發展，不得超過耐震設計規範規定之韌性容量R，即，如圖8所示。

六、結論

近年來，建築物外型爭奇鬥艷，且規模愈趨龐大，結構特性屬不規則型態者不少，復以既有建築物配合建築物公共安全檢查簽證及申報辦法，須進行耐震能力評估；新建建築結構配合容積獎勵，須執行結構安全性能評估，此等作業依據耐震設計規範之規定，須採用非線性動力歷時分析。

SERCB以力學基本原則計算塑鉸，目前配合電腦科技的進步以及輔助程式的開發，具一定規模之建築結構，其所需塑鉸計算之時間，已大幅降低，使得非線性動力歷時分析得以執行，也能夠以較短的時間獲得較準確的結果。

SERCB研究團隊，持續研究更新，每年元旦公告新版本，開設臉書提供解惑，迄今已持續了14年。一直以來，不斷加強資訊技術，開發前、後處理程式，協助業界在最短的時間做最正確的結果。茲將最新功能簡介如下：

（1）結合建築結構設計成果之RCAD資訊，無縫接軌建立ETABS或MIDAS的塑鉸輸入資料，使得複雜結構體之非線性分析模型，可以在短時間內建立完成。

（2）針對結構物非線性動力歷時分析，自動建立第一、三象限的塑鉸特性。

（3）透過平行運算大幅縮短塑鉸計算時間，並顯著增加非線性動力歷時分析之運算速度，提升效能。

（4）快速執行ETABS或MIDAS螢幕截圖功能，連結ETABS或MIDAS分析結果，自動產出營建署規定的結構計算報告書，縮短作業時程，防止人為錯誤。