第二章 文獻回顧
第一節 前言
第二章 第二章 第二章
第二章 文獻回顧 文獻回顧 文獻回顧 文獻回顧
第一節 第一節
第一節 第一節 前言 前言 前言 前言
本文係以鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土耐震能力初步評估研究，因此本章節首先 回顧國內外有關於鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土相關規範，再者回顧國內外建築物耐 震能力初步評估作為後續研究鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築耐震能力初步評估 方法的重點。
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第二節 第二節
第二節 第二節 鋼結構 鋼結構 鋼結構相關規範回顧 鋼結構 相關規範回顧 相關規範回顧 相關規範回顧
一 一
一 一、 、 、 、 我國有關鋼結構之規範 我國有關鋼結構之規範 我國有關鋼結構之規範 我國有關鋼結構之規範
1. 鋼結構極限設計法鋼結構極限設計法鋼結構極限設計法 鋼結構極限設計法
根據我國鋼結構極限設計法規範及解說(Load and Resistance Factor Design，
簡稱 LRFD)，有關構材斷面分類、受拉斜撐、受壓斜撐、銲接箱型受壓構材與承 受彎矩及軸力作用之構材相關計算如下：
(1).構材斷面分類構材斷面分類構材斷面分類 構材斷面分類
構材斷面可分成塑性設計斷面、結實斷面、半結實斷面和細長肢材斷面。塑 性設計斷面者，翼板必須與腹板連續連接，其受壓肢之寬厚比不得超過表 2. 1 之 寬厚比
λ
pd ；結實斷面者，其翼板亦須和腹板連續連接，其受壓肢之寬厚比超過λ
pd，但未超過表 2. 1 之λ
p 者。半結實斷面係指任一受壓肢之寬厚比超過λ
p， 但未超過表 2. 1 之λ
r者。細長肢材斷面係指若斷面受壓肢之寬厚比超過λ
r者。凡肢材僅單邊支持，且其自由邊與壓應力作用方向平行者，稱為無加勁肢，
其寬度決定如下：
a. W、H、I 或 T 型鋼構材之翼板，寬度 b 取標稱全寬度之一半。
b. 角鋼肢及槽鋼和 Z 型鋼之翼板，寬度 b 取標稱全寬度。
c. 鋼板寬度 b 取自由邊到第一道螺栓線或銲道之距離。
d. T 型鋼之腹板深度 d 取標稱全深度。
凡肢材在平行壓應力作用方向之兩側邊均被支持者稱為加勁肢，其寬度之決 定如下：
a. 熱軋型鋼或銲接組合斷面之腹板深度 h 為兩翼板間之淨深度。
b. 組合斷面之翼板或隔板，寬度 b 取兩相鄰螺栓線之距離或銲道之距 離。
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( ) 1.0 2u + ux + uy =
n nx ny
P M M
P M M
(2. 17)其中，
P
r=P
u軸向拉力需求(kips
)，P
c=斷面能提供的拉力強度(kips
)，M
rx=M
ux=沿X
軸的彎矩需求(kip − in
)，M
ry=M
uy=沿Y
軸的彎矩需求(kip − in
)，M
cx= 斷 面 能提 供X
軸的 彎 矩 強 度 (kip − in
) ，M
cy = 斷 面 能 提 供Y
軸的 彎 矩 強 度 (kip − in
)。第二章 文獻回顧 Design，簡稱 LRFD)、鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說與混凝土結構設計規 範。
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其中 Z 為鋼管或型鋼的塑性斷面模數(Plastic section modulus)。
2. 強度疊加強度疊加強度疊加強度疊加法法法法
根據我國鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說中合成構材之說明，採用「強 度疊加」(Strength Superposition) 與「相對剛度」（Relative Rigidity）的概念來進 行軸力與彎矩的計算。
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AISC-LRFD 規範採用極限強度設計法，其基本作法是以合成斷面之型鋼或鋼 管代表整個合成斷面；而合成斷面之中的混凝土則用以提高鋼管之降伏強度與彈
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55 MPA，輕質混凝土強度則須滿足
f
c'≥
28 MPA。3. 鋼材設計降伏強度
F
y：不得大於 415 MPA4. 鋼管混凝土之最小鋼管厚度 t：矩形斷面為於
b f
y/ 3E ，其中
b 為 矩形斷面之邊寬，圓型鋼管之管壁厚度不得小於D f
y/ 8E ，其中
D 為圓形鋼管之外徑。5. 合成柱之剪力強度不考慮混凝土之貢獻，單獨由型鋼或鋼管承受剪 力。
6. 於鋼與混凝土介面須設置剪力釘，以傳遞介面剪力。
軸壓強度為
=
n s c r
P A F
，標稱軸壓強度計算柱細長比係數λc時，考慮混凝土強 度，在型鋼或鋼管的降伏強度與彈性模數中都加入了混凝土部分的強度，規定如 下所示。修正降伏應力，
F
my= F
y+ 0.85f (
c'A
c/ A
s)
修正彈性模數，E
m= E + 0 .4 E
c( A
c/ A
s)
其中
A
c：混凝土斷面積。E
、E
c：鋼材與混凝土之彈性模數。F
y：鋼管或型鋼之降伏應力。'
f
c：混凝土抗壓強度。22
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C sc
：極短柱的強度指標F w
：牆的韌性指標α
1：(牆達極限強度時之柱強度和)/(柱的極限強度和)，取 0.7α
2：(極短柱達極限強度時之牆強度和)/(牆的極限強度和)，取 0.7α
3：(極短柱達極限強度時之柱強度和)/(柱的極限強度和)，取 0.5二 二 二
二、 、 、 、 建研所 建研所 建研所 建研所(宋裕祺協同研究團隊 宋裕祺協同研究團隊 宋裕祺協同研究團隊 宋裕祺協同研究團隊)研擬 研擬 研擬 研擬耐震能力初步評估表 耐震能力初步評估表 耐震能力初步評估表 耐震能力初步評估表
此表格為內政部建築研究所於 2014 年與 2016 年委託宋裕祺教授與蔡益超教 授研擬，同時就定性與定量進行耐震初評，將評估結果之耐震能力安全程度以分 數表示，讓使用者能夠優先篩選出耐震能力較差的建築物。表格中共有 13 個定 性項目，分為結構系統、結構細部、結構現況三大部分；其中與結構系統有關者 7 項、結構細部 3 項、結構現況 3 項，定量評估 2 項。各項目依其重要性給予不 同配分，配分總和為 100 分；最後由專業技師、建築師根據現場狀況給予危險度 額外增、減分。
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設計年度評估) 5 □63年2月以前(1.0) □63年2月至71年6月(0.67) □71年6月至86年5月(0.33) □86年5月以後 (0)
(詳參、定量評估表) Ac1=min[Ac1,x，Ac1,y]
15 2500年耐震能力初步
評估 30
(詳參、定量評估表) Ac2=min[Ac2,x，Ac2,y]
分數總計 100 評分總計(P)：
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sh provide sh code
(A ) /(A )
α =
(2. 39)對 矩 形 柱 而 言 ，
(A )
sh code 為 規 範 規 定 之 箍 筋 總 斷 面 積 ，sh code sh1 sh2
(A ) =Max[A A ] ，
，而A
sh1、A
sh2分別如下:26
2. 單一磚牆破壞所提供之層剪力單一磚牆破壞所提供之層剪力單一磚牆破壞所提供之層剪力單一磚牆破壞所提供之層剪力
由於學校建築中常充填磚牆作為教室間隔之用途，磚牆本身所能提供之層剪 力及相對應之韌性為:
bw bw
V = V
(2. 42)R = 1.0
bw (2. 43)式中 為磚牆之破壞強度，其計算之方法於此依據許茂雄教授[8]所建議進行 計算，另由於磚牆破壞多屬脆性破壞，故取其韌性 為 1.0。
3. 單一單一單一單一 RC 牆破壞所提供之層剪力牆破壞所提供之層剪力牆破壞所提供之層剪力牆破壞所提供之層剪力
由於學校建築中常充填 RC 非結構牆作為教室隔間之用途，磚牆本身所能提 供之層剪力及相對應之韌性為
0.53 '
sw c cv n y cv
V = f A + ρ f A
(2. 44)R = 1.5
sw (2. 45)式中
ρ n
為與剪力方向垂直之平面上剪力鋼筋比，A cv
為平行剪力方向之長度 乘以腹版厚所得之混凝土斷面積，若 RC 非結構牆的配筋無法得知，保守既可取 0.002 計算，另由於 RC 非結構牆並未經過設計，且品質不確定性較高，故取其韌 性R
sw為 1.5。圖 2. 1 簡易評估法示意圖[2]
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s e
2
aT = T × R
(2. 51)T e
: 為彈性週期，T e = 0.07 h n 0.75
或T e = 0.05 h n 0.75
。R a
: 為容許韌性，R a = + 1 ( R av − 1)/ 2
。第五節 第五節
第五節 第五節 國外 國外 國外建築物耐震能力初步評估 國外 建築物耐震能力初步評估 建築物耐震能力初步評估軟體 建築物耐震能力初步評估 軟體 軟體 軟體
日本由 Homeadvisor 於 2012 年開發設計一套有關於耐震能力初步評估的 APP(耐震コロコロ)，如圖 2. 2 所示，其操作相當簡單且親民，使用者僅需再檢 查建築物情形後，並以此回答與建築物相關的 10 個問題，如圖 2. 3 所示。
該 APP 評估程式可以透過智慧手機中內建的水平儀來檢測建築物的傾斜程 度，如圖 2. 4 所示；亦可透過手機中之 GIS 或由使用者自行輸入地址等資料來獲 取建築物附近地盤的軟弱程度，如圖 2. 5 所示。
最後將前面評估之各項因子進行綜合評估，得出受評估建築物之耐震能力結 果，如圖 2. 6 所示，透過此 APP，任何人都可藉由簡易的耐震評估過程，更能了 解建築物的耐震能力，進而降低災害發生的情形。
圖 2. 2 耐震コロコロ
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圖 2. 3 耐震コロコロ之建築物相關問答
圖 2. 4 耐震コロコロ之建築物傾斜度評估流程
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圖 2. 5 耐震コロコロ之地盤評估流程
圖 2. 6 耐震コロコロ之綜合評估結果
第三章 鋼結構與鋼廠房建築物耐震能力初步評估方法
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第三章 第三章 第三章
第三章 鋼結構 鋼結構 鋼結構與鋼廠房 鋼結構 與鋼廠房 與鋼廠房建築物耐震能力初步評 與鋼廠房 建築物耐震能力初步評 建築物耐震能力初步評 建築物耐震能力初步評 估方法
估方法 估方法 估方法
第一節 第一節
第一節 第一節 前言 前言 前言 前言
民國一百零三年十二月與民國一百零五年內政部建築研究所委託蔡益超教 授與宋裕祺教授，研擬鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估表，該表包含定性與 定量兩部分，使得初步評估表更具客觀之評估；然而隨著我國鋼結構與鋼骨鋼筋 混凝土建築物數量日益增加，此類建築物之耐震能力初步評估方法的建立日益重 要，並在民國一百零六年內政部建築研究所委託蔡益超教授與宋裕祺教授，研擬 鋼結構建築物耐震能力初步評估表，並由顏志良整理研究後續評估方法，本文將 延續其鋼結構耐震能力初步評估之方法，並修正部分內容，再加入鋼構廠房評估 方法，以提供更全面的耐震能力詳細評估執行之參考依據。
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第二節 第二節
第二節 第二節 一般 一般 一般鋼結構 一般 鋼結構 鋼結構與廠房類 鋼結構 與廠房類 與廠房類建築物耐震能力初步評 與廠房類 建築物耐震能力初步評 建築物耐震能力初步評 建築物耐震能力初步評 估表擬定 估表擬定 估表擬定
估表擬定
本文採用 106 年內政部建築研究所委託宋裕祺教授與蔡益超教授定訂之鋼結 構與鋼骨鋼筋混凝土建築耐震能力初步評估研究，針對原先研擬鋼結構建築物特 性將影響其耐震能力之重要因子進行部分修改，修正定量評估計算方式。
一 一 一
一、 、 、 、 基本資料表 基本資料表 基本資料表 基本資料表
基本資料表內容有：建物名稱、建物編號、建物地址、評估者、評估日期、
設計年度、建物高度、用途係數、地盤種類、地上樓層數、地下樓層數、建築物 分類等。
1. 用途係數：參照建築物耐震設計規範與解說，建築物重要程度依序分為第一 類建築物，I 值為 1.5；第二類建築物，I 值為 1.25；第三類建築物，I 值為 1.0。
2. 地盤種類：除臺北盆地外，依照其地盤堅硬程度(以地表面下 30 公尺之土 層剪力波速
V
s3 0決定之)依序分為，第一類地盤，V
s 3 0≥ 2 7 0
(m/s)者；第二類地 盤，1 8 0 ≤ V
s 3 0< 2 7 0
(m/s)者；第三類地盤，V
s 3 0< 1 8 0
(m/s)者。除此之外，地 盤亦可透過中央地調所開發的「geo2010」查詢。建築物分類部分，分為依照樓層、結構型式、使用用途進行分類。其中選擇 建築物依照樓層分類，可分為五樓以下或六樓以上；依照結構型式分類，可分為 一般鋼結構建築物、廠房類建築物或其它，選擇「其它」者須由評估者自行填寫；
依照使用用途分類，可分為辦公室、公寓、集合住宅、商場、住商混合、或其它，
選擇「其它」者須由評估者自行填寫；本評估參考資料，可選擇設計圖說、計算 書、現場調查或推估。
第三章 鋼結構與鋼廠房建築物耐震能力初步評估方法
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表 3. 1 一般鋼結構與廠房類建築物耐震能力初步評估基本資料表
【資料來源：本研究製作】
二 二 二
二、 、 、 、 一般 一般 一般 一般鋼結構 鋼結構 鋼結構 鋼結構與廠房類 與廠房類 與廠房類 與廠房類建築物耐震能力初步評估表 建築物耐震能力初步評估表 建築物耐震能力初步評估表 建築物耐震能力初步評估表
建築物耐震能力初步評估表主要分為定性及定量兩大部分，其中定性評估項 目分為結構系統、結構細部、結構現況三大部分；定量評估針對 475 年地震回歸 期(韌性達容許韌性容量)及 2500 年地震回歸期(韌性達韌性容量)個別對建築物 X、
Y 兩向耐震能力進行檢核。
建築物耐震能力初步評估表，定性評估根據結構系統、結構細部及結構現況 分為三大部分。其中與結構系統有關者計有 7 項，與結構細部有關者計有 3 項，
與結構現況有關者計有 4 項，共 14 個項次；定量評估則分為 475 年地震回歸期 耐震能力及 2500 年地震回歸期耐震能力，共 2 個項次。各項目依其重要性給予 不同的配分，配分之總和為 100 分。
與結構現況有關者計有 4 項，共 14 個項次；定量評估則分為 475 年地震回歸期 耐震能力及 2500 年地震回歸期耐震能力，共 2 個項次。各項目依其重要性給予 不同的配分，配分之總和為 100 分。