¶ 公路橋梁耐震設計規範-第一章 總 則
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第一章 總 則
1.1 適用範圍本規範適用於跨度150 公尺以下之一般性新建橋梁。特殊性橋梁如吊橋、斜張橋及活動橋等或臨時便橋及跨度超過150 公尺者,應依橋址地形、土層條件、
橋梁之構造特性與規模、以往之震害經驗、橋梁之重要性及橋梁工址之實際情況等因素作適當之考量,本規範如有仍可適用的部分,亦可參考使用。
¶ 1.2 耐震設計基本要求
本規範耐震設計之基本要求,係確保設計之橋梁主結構體在等級I 地震時能維持原有功能;等級II 地震時容許產生損傷,但可修復;等級III 地震時避免發生落橋或崩塌。
¶ 1.3 振動單元
即耐震分析時視為一體振動的單元,沿縱向的振動單元與沿橫向的振動單元應分別訂定。一般取在橋梁兩伸縮縫間的橋體,經適度的修正,可視為縱向與橫向之振動單元。
¶ 1.4 基面
耐震設計用地盤面(以下簡稱基面)係指地震輸入橋體之水平面,或可使其上之結構視為振動體之水平面。
¶ 1.5 耐震分析方法
橋梁之耐震分析方法分為靜力分析法與動力分析法兩種。一般橋梁可採用靜力分析法或動力分析法,但屬3.1 節所述之橋梁,應依動力分析法進行耐震分析。
¶ 1.6 韌性設計
公路橋梁以韌性設計為原則,相關規定見第五章與第六章韌性設計要求。
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公路橋梁耐震設計規範
1.7 隔震與消能設計係使用隔震元件與阻尼元件以降低地震對橋梁結構之影響,其分析與設計方法須依循第七章之相關規定。
¶ 1.8 符號說明
本規範採用之符號與其意義如下所述:
a:橫向箍筋之垂直間距,(cm)
:下部結構之斷面積,(m2)
cA:柱心之面積(算至螺箍筋、閉合圓箍筋或橫向箍筋之外緣),(cm2)
Ae:柱有效斷面積,可取為0.8Ag,(cm2)
gA:柱之全斷面積,(cm2)
*gA:橋柱之折減後有效斷面積Ah:圓形箍筋的斷面積,(cm2)
Ash:沿某方向箍筋的總面積(包含輔助箍筋),(cm2)
v fA:垂直於施工縫鋼筋之總斷面積B:浮力效應b:與動水壓作用方向垂直之結構物寬度,(m)
¶ 1 B
:阻尼修正係數c:土壤凝聚力,(tf/m2)
cφ:與相鄰兩振動單元的基本振動週期有關之調整係數D:靜載重效應,見4.1 節D:圓柱圍束區域之直徑,見5.3.3 節,(cm)
d:沿剪力方向柱之有效深度,(cm)
idD , :第i 橋墩上隔震元件之水平設計位移id :第i 層土層之厚度(m)
sD:伸縮縫左右兩側兩振動單元質心處位移較大者,(cm)
E:土壓力效應EQ :地震力效應iDE , :第i 橋墩上隔震元件於設計位移下的遲滯迴圈總面積
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第一章 總 則3
:與軸力有關之調整係數aF:反應譜等加速度段之工址地盤放大係數cf _:混凝土之規定抗壓強度,(kgf/cm2;MPa)
FL:液化抵抗率,u IIF:等級II 地震結構系統地震力折減係數F:等級III 地震之水平地震力折減係數vF:反應譜等速度段之工址地盤放大係數fyh:剪力鋼筋之規定降伏強度,(kgf/cm2;MPa)
g:重力加速度H :由柱底至上部結構之質量中心的高度,見7.3.2 節,(m)
H:基面起算下部結構之高度,見8.5.1 節,(m)
h:水深,(m)
hc:橫箍柱柱心在所考慮方向之尺寸(算至兩外側箍筋之中心),(cm)
gh:全部動水壓合力作用點至地表面之距離,(m)
I:用途係數K:整體系統之勁度矩陣EAK:主動土壓力係數EPK:被動土壓力係數
eK, :下部結構與隔震元件串聯所得之有效勁度effK, :第i 橋墩上所有隔震元件在設計位移idD , 之有效勁度總和hk:震力係數,見2.4 節hk:水平加速度係數,見8.3 節iK:第i 構件之勁度矩陣iK , :第i 橋墩之基礎水平勁度iK , :第i 橋墩之彈性勁度iRK, :第i 橋墩之基礎旋轉勁度L:跨徑,(m)
0•:沿剪力方向之柱深、柱淨高之六分之一及45 公分之大者AL:上部結構施工誤差所需之梁端間距餘裕量,(cm)
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公路橋梁耐震設計規範cl:柱高,可算至節點中心EL:主梁與橋台間、同一橋墩相鄰兩主梁間伸縮裝置之設計伸縮量,(cm)
Le:影響梁端防落長度之下部結構間距,(cm)
:梁端防落長度,(cm)
:最小梁端防落長度,(cm)
SL:地震引致之土壤剪應力與有效覆土壓力之比值N:軸力,壓力時取正值,拉力時取負值,(kgf;N)
AN:反應譜等加速度段之斷層近域調整因子VN:反應譜等速度段之斷層近域調整因子iN:由標準貫入試驗所得之第i 層土層之平均N 值P:載重組合下柱之軸力,見4.6 節P:作用於結構物之全部動水壓,(tf)(kN),見8.3 節eP:柱之係數化軸力,(kgf, N)
:深度x 處之地震時主動土壓力,(tf/m2)
:深度x 處之地震時被動土壓力,(tf/m2)
nP:橋墩或橋柱的最小設計軸力BTQ:支承垂直設計拉力HEQ:以橋柱塑鉸產生後所推求之支承拉拔力VEQ:垂直地震作用下,由彈性分析所得之支承拉拔力q_:地震時地表之加載,(tf/m2)
R:結構系統韌性容量aR:結構系統之容許韌性容量BVR:支承垂直設計壓力dR :靜載重作用下之支承垂直反力HEQR:以橋柱行車方向或垂直行車方向塑鉸產生後推求之支承垂直反力SR:地震時工址土壤抵抗液化剪應力強度與有效覆土壓力之比值VEQR:垂直地震作用下,由彈性分析所得之支承垂直反力S:橋墩之斜角,(度)
SF:水壓力效應
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第一章 總 則,a I
:等級I 地震水平譜加速度係數
:等級II 地震水平譜加速度係數,1( )
a II
T :橋梁在所考慮方向之基本振動週期1T 且阻尼比為5%時之等級II 地震水平譜加速度係數S:等級III 地震水平譜加速度係數S:梁端最小應留間隙,(cm)
,1IS:工址一秒週期之等級I 地震水平譜加速度係數,I S:工址短週期之等級I 地震水平譜加速度係數,1IIS:工址一秒週期之等級II 地震水平譜加速度係數,II S:工址短週期之等級II 地震水平譜加速度係數,1IIIS:工址一秒週期之等級III 地震水平譜加速度係數,III S:工址短週期之等級III 地震水平譜加速度係數1IIS:工址堅實地盤一秒週期之等級II地震水平譜加速度係數1IIIS:工址堅實地盤一秒週期之等級III 地震水平譜加速度係數IISS:工址堅實地盤短週期之等級II地震水平譜加速度係數IIISS:工址堅實地盤短週期之等級III 地震水平譜加速度係數T:橋梁在所考慮方向之基本振動週期,(sec)
t:動水壓作用方向結構物之厚度,(m)
eT:隔震橋梁於所考慮之振動方向的有效週期0IT:等級I 地震水平譜加速度係數短週期與中長週期的分界0IIT:等級II 地震水平譜加速度係數短週期與中長週期的分界0IIIT:等級III 地震水平譜加速度係數短週期與中長週期的分界G
:地震引致相鄰橋墩間表層地盤之水平相對變位,(cm)
Ru:等級III 地震作用下所引致梁端與橋墩頂部之相對變位,(cm)
u:振動單元i 之最大變位,(cm)
Ju :等級I 地震引致之主梁與橋台間相對位移,或同一橋墩上之相鄰兩主梁位移之大值,(cm)
Su :等級II 地震引致之主梁與橋台間相對位移,或同一橋墩上相鄰兩主梁位移之大值,(cm)
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公路橋梁耐震設計規範)
(xu:橋梁振動單元沿計算方向之變位
:設計總橫力bV:該橋墩上所有隔震元件之設計水平力總合Vc:混凝土之剪力計算強度,(kgf;N)
IV:等級I地震下之水平設計地震力IIV:等級II 地震下之水平設計地震力IIIV:等級III 地震下之水平設計地震力Vn:剪力計算強度,(kgf;N)
nv:單位面積計算剪力強度,(kgf/cm2;MPa)
Vs:剪力鋼筋之剪力計算強度,(kgf;N)
V:第 i 層土層之平均剪力波速(m/s)
uV:載重組合下柱之剪力W:橋梁振動單元靜載重)
(x
:沿計算方向施加橋梁結構之單位靜載重
:土壓力作用於牆面之深度,(m)
α:地表面與水平面之夾角,(deg)
vα:垂直譜加速度係數與水平譜加速度係數之比值yα:起始降伏地震力放大倍數Dβ:靜載重之載重組合因數Eβ:土壓力之載重組合因數:土壤單位重,(tf/m3)
wγ:水之單位重,(tf/m3)(0Δ:橋柱承受uV 時,柱頂對柱底產生之相對彈性變位δ:擋土牆背面與填土間之摩擦角,(deg)
Gε:地盤變位係數,其值隨地盤種類而異θ:擋土牆背面與垂直面之夾角,(deg)
:
,(deg)
μ:摩擦係數eξ:等效阻尼比
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第一章 總 則7
eq,:第i 橋墩上隔震元件之等效阻尼比
:第i 構件之阻尼比,包含隔震元件之等效阻尼比及其他構件之阻尼比ξ:
K , 所對應之基礎黏性阻尼比ip,ξ:第i 橋墩之固有阻尼比iξ:
i, 所對應之基礎黏性阻尼比hρ:水平鋼筋比nρ:垂直鋼筋比sρ:螺箍筋體積與柱心體積(算至螺箍筋兩外側)之比φ:強度折減因數,見5.3.2 節φ:土壤摩擦角,見8.2 節,(deg)
φ:第j 振態之振態形狀向量j:第j 振態之等效阻尼比()
jiφ:第i 構件在第j 振態所對應自由度之振態形狀向量
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