Essence:SeismicDesignCode:04
耐震設計規範研究社群
一、程式之製作緣由及背景
政府基於強化建築物耐震需求之目的，於民國九十三年十二月十四日以台內營字第○九三○○八八二八八號令修正發布「建築物耐震設計規範及解說」，並自九十四年七月一日施行。但由於94年版之建築物耐震設計規範與前版（86年版）規範內容有極為顯著的差異。在地震水平橫力的計算公式中，94年版規範將86年版規範原有的工址水平加速度係數Z與工址正規化水平加速度反應譜係數C之乘積，以工址設計水平譜加速度係數SaD表示之，並除了將原以縣市為震區區分單位細分，改為鄉鎮為震區區分單位（台北盆地內以里為震區區分單位）外，也增加考慮回歸期2500年（50年超越機率2%）所引致之地震力，同時也必須考慮近斷層效應。此規範修正結果將造成計算規範最小地震水平總橫力的複雜性，故本研究在委託的項目中，亦包括將規範最小地震水平總橫力的計算程式化。
本研究報告所提供之“規範最小地震水平總橫力計算程式”，是以內政部營建署於民國九十四年七月一日所頒佈之「建築物耐震設計規範與解說」，與民國九十五年一月一日部分修訂之內容為依據。並以Microsoft Office Professional Edition 2003之Excel為平台，採用內建VBA程式語言撰寫，命名為SBCT 06(Seismic Building Code in Taiwan, 2006)。本程式僅計算地面以上之建築夠造物之規範最小地震水平總橫力與豎向分配，有關地面以下之地震力的計算不在本程式範圍之內。
二、程式之使用說明
SBCT06地震力計算程式採用Excel試算表為工作平台，檔案附檔名為*.xls，因此檔案僅能於Excel中開啟。在開啟SBCT06時應將巨集啟動，如此檔案中之巨集程式才可有效運作。SBCT中之使用介面分為操作區與工作表區(如錯誤! 找不到參照來源。)，依照使用者選擇的工作表(Sheet)，以決定工作區的內容。本程式中共包含八個工作表，分別為：Sheet1、Sheet2、Sheet3、Sheet4、Sheet5、OTbasin、ITbasin與Output，參照圖1，其中Sheet1工作表提供輸入工址與結構相關資訊，並決定設計地震力的相關參數。計算地震力所需之工址與結構資料均集中於本工作表輸入，其他工作表均不需輸入任何資料，而在本工作表中需輸入資料之儲存格均以淺藍底色標示之。Output工作表呈現設計地震力計算結果。其他OTbasin、ITbasin、Sheet2、Sheet3、Sheet4與Sheet5等工作表中，儲存提供設計規範中所需的查表資料與程式執行過程中的資料暫存區，使用者不可擅自更改，避免程式不正常運作或造成錯誤。 SBCT06程式採用step-by-step架構撰寫，依序執行工作表Sheet1中之1. 選擇工址、2. 地盤種類、3. 係數計算與 4. 地震力計算四個執行按鈕，即可獲得每一步驟之計算結果，且最後得到規範最小地震水平總橫力之結果。於工作表Sheet1之資料區中包括計畫名稱、工址資訊、地盤資訊、結構系統、地震力係數與結構資訊等六部分的資料範圍，需填入計算地震力所需之基本資料。程式流程如圖2所示，其中資料區中之2.工址資訊與5.力震力係數不需輸入資料，分別以按下程式執行區中之 1.選擇工址 與 3.係數計算 按鈕執行後得之。另外資料區中1.計畫名稱、3.地盤資訊、4.結構系統與6.結構資訊之資料範圍內以淺藍底色標示之儲存格者，需輸入對應之相關資料。 圖1與2中顯示，本程式之執行分為資料區與程式執行區兩區，實際操作流程以Sheet1工作表中資料區的分項分別加以說明。 1.計畫名稱 計畫名稱輸入於B2儲存格中，此資訊將被複製於output之輸出工作表。
2.工址資訊 工址資訊資料範圍無須填入任何資料，是按下程式執行區之 1‧選擇工址 按鈕獲得之。執行 1‧選擇工址 按鈕後會出現一互動式畫面（如圖3所示），利用此對話畫面選定工址的行政區並執行並確定後，於資料區之工址資訊的資料範圍中將出現有關工址的地震力係數（台北盆地外得 、 、 與 係數值，台北盆地內得 、 、 與 係數值）。 工址之選擇分為台北盆地內與台北盆地外兩類可供選擇（如圖三所示）。台北盆地內需選擇縣市、行政區及里再按下 OK 鍵即可執行完成。台北盆地外需選擇縣市、行政區，若考慮近斷層，則必須於近斷層處點選Yes後，再選擇斷層名稱及輸入距斷層距離(m)，按下 OK 鍵即可執行完成，若完成選擇工址後按下 Quit 鈕即關閉本互動式畫面，程式中也自動列出存在於使用者所選擇行政區的近斷層名稱，提供使用者選擇，若按下下拉式選項按鈕而無列出斷層名稱者，即表示依規範規定該行政區可不需考慮近斷層效應。本程式中僅考慮規範規定之十二條斷層，此斷層是依據中央地質調查研究所調查，歸類於第一類活動斷層者。
3.地盤資訊 若工址位於台北盆地內時，本地盤資訊之相關資料可不輸入，若輸入也將不影響地震力的計算結果，如圖3-4所示。 地盤資訊資料範圍最多可輸入八層土層資料，輸入資料包括：
參數 儲存格 單位 說明
Hi B17~B24 m 輸入第 i 層土層之土層厚度。
Vs D17~D24 m/sec 輸入第 i 層土層之土層剪力波速。
N E17~E24 次數 輸入第 i 層土層之平均貫入試驗N值。
su F17~F24 kgf/cm2 輸入第 i 層土層之黏土層平均排水剪力強度。
土層資料必須連續輸入，若有土層資料不連續時，空白後之土層將不被考慮。
資料輸入完成後，按下程式執行區之 2.地盤種類 按鈕，以進行地盤分類，規範規定之三種地盤分類方法（如表3-1所示）所得之分類結果，分別儲存於儲存格D14~F14中，而C14儲存格則選取D14~F14中最差之土層，作為計算地震力之依據。若無土壤資料可進行地盤種類之判定且欲估算設計水平地震力時，可直接於儲存格C14輸入地盤種類，但必須為堅實地盤、普通地盤或軟弱地盤三者中之一。
4.結構系統 結構系統之資料範圍中，需要輸入之資料如下表說明（輸入視窗如圖5所示）。
參數 儲存格 單位 說明 I B27 - 建築結構物之重要係數。 第一類建築物 I=1.5。 第二類建築物 I=1.5。 第三類建築物 I=1.25。 第四類建築物 I=1.0。 C27 - 以下拉式選項選擇結構物之材料與設計方法，以決定y值。 1. RC USD αy =1.5 2. Steel WSD αy =1.2 3. Steel USD or LRFD αy =1.0 4. SRC αy =1.0 Rx, Ry B29, D29 - 分別輸入為X與Y向結構系統韌性容量，詳規範表1.3。 B31, D31 - 以下拉式選項選擇結構物之X與Y向結構系統，作為決定計算法規週期之依據。 MRF (steel) Tc=0.085hn3/4 MRF (RC) Tc=0.070hn3/4 MRF (SRC) Tc=0.070hn3/4 EBF (steel) Tc=0.070hn3/4 CBF Tc=0.050hn3/4 Shear wall Tc=0.050hn3/4 Tx,dyn, Ty,dyn C33, E33 sec 分別輸入X與Y向之結構動力分析週期。
在此特別注意，E27儲存格之建築結構物總高度是以.結構資訊之各樓層高度執行 3.係數計算 之按鈕疊加而得。
5.地震力係數 利用2..工址資訊、3.地盤資訊與4.結構系統之資料範圍內資料，按下程式執行區之 3.係數計算 按鈕，求得計算設計水平地震力所需之相關係數，執行結果如圖6所示。
6.結構資訊 結構資訊之資料範圍中，需要輸入之資料如下表說明。
參數 儲存格 單位 說明 B57 樓層數 輸入建築結構物地面以上之n個樓層數。 A59~ - 輸入n個樓層之各樓層名稱。 B59 ~ m 輸入n個樓層之各樓層樓高。 D59~, ton- 輸入n個樓層之各樓層重量。 若地面以上之樓層數為n時，則自儲存格第57列起必須輸入n列樓層資料。圖7顯示結構資訊輸入視窗。 最後執行 4.地震力計算 按鈕，程式將於output工作表中列出計算水平地震力所需之係數、不同等級之水平地震力與力震力豎向分配。 依據不同需求，計算出設計地震力，最大地震力與中小度地震力後，按下optput工作表中畫V/W-T圖，將畫出水平地震力係數（V/W）隨週期T改變之圖表，如圖8，該圖表共畫出六個項目，各項目代號說明如下：
(Vdx/W)：結構物工址處之X軸向475年回歸期水平地震力係數隨週期變化曲線
(Vdx/W)d：在(Vdx/W)曲線中，結構物X軸向475年回歸期之水平地震力係數 (Vmx/W)：結構物工址處之X軸向2500年回歸期水平地震力係數隨週期變化曲線 (Vmx/W)d：在(Vmx/W)曲線中，結構物X軸向2500年回歸期之水平地震力係數 (V*x/W)：在結構物工址處之X軸向避免中度地震降伏水平地震力係數隨週期變化曲線 (V*x/W)d：在(Vdx/W)曲線中，結構物X軸向避免中度地震降伏之水平地震力係數 項目代號中的x表示為X軸向地震力，若該代號為y時，則表示Y軸向地震力。
