建議

短期建議：高強度鋼筋混凝土耐震能力評估系統之開發與維護 主辦機關：內政部建築研究所

協辦機關：營建署

依據本研究所建議之高強度鋼筋混凝土非線性行為，編寫一套適 用於高強度鋼筋混凝土耐震性能分析之系統，本研究所開發之系統係 透過 SERCB 為基礎架構進而發展為 SERCB for New RC，目前 SERCB 已提供業界使用並建立使用者討論平台，建議相關單位研議提供本研 究所開發的分析系統給結構工程師，作為 New RC 建築結構耐震設計 之用。

建議二

中、長期建議：施作高強度鋼筋混凝土單柱反覆載重試驗 主辦機關：內政部建築研究所

協辦機關：營建署、國家地震工程研究中心

本研究對於高強度鋼筋混凝土之單柱試體均以日本相關研究單 位所執行之實驗為主，其高強度鋼筋混凝土之材料特性是否仍適用於 台灣，則有待進一步之確認。建議國內對於高強度鋼筋混凝土之構件 行為應執行相關單柱反覆載重試驗，以建立合乎本土性之高強度鋼筋 混凝土資料庫，作為分析、設計與施工之參考。

建議三

中、長期建議：制定高強度鋼筋混凝土應用於高樓建築物之審查機制 主辦機關：內政部建築研究所

協辦機關：營建署

高強度鋼筋混凝土應用於高樓建築物在日本已有相當成果，如何 在台灣推動實為未來建築結構所無法避免的。內政部之建築新技術、

新工法、新設備、及新材料之申請認可機制，確實有內政部認可之效 果，惟內政部尚無指定機構進行審查之規定。目前國內有針對高樓建 築進行結構審查之機制，其相關審查要點雖已成熟但未必完全適用於 高強度鋼筋混凝土建築。建議應仿傚日本之作法，對於高強度鋼筋混 凝土建築結構審查採取專案辦理之方式，由政府主管機關召集或授權 專業機構研擬審查機制，明列各項審查作業。待審查機制確定後建議 透過單一審查機構之運作，集中合適之審查人員、統一恰當且被認可 之作法、可有效累積相關之知識與經驗，並且須經內政部認可其審查 結果。相信對於加速推動業界設計高強度鋼筋混凝土建築應有相當大 的幫助。

附錄(一) 期初簡報專家審查意見與答覆

不易取得，本研究案考慮以日

分析。

11.

NewRC 系統具有降伏層間轉 角 較 大 與 塑 性 率 較 低 之 特 性，請納入本研究案考慮。

感謝委員指教，本研究將納入 考量。

12.

請於本研究案研究企劃書第 21 頁，有關研究進度及預期 完成之工作項目中，敘明繳交 期中、期末報告的期程。

感謝委員指正，將於後續補充 說明。

附錄(二) 期中簡報專家審查意見與答覆

構材塑鉸性質之研究部分，目

做為研究規劃之用。 研 究 單 位 亦 相 當 重 視 其 適 用 性，已有相關單位對於高強度 鋼筋混凝土，進行力學行為之 探討，並且與高強度鋼筋與高 強度混凝土提供之廠商，進行 相關之材料配比與抗壓實驗。

有關高強度鋼筋混凝土之結 構，目前是否有其耐震檢核之 準則與方法，請於後續研究中 補充說明。

目前已有針對高樓層使用高強 度鋼筋混凝土，所研擬之設計 施工指針可供參考。本研究後 續亦將率續蒐集日本相關耐震 檢核之資料，以供後續耐震檢 核之用。

本研究案請考慮以一建築案 例，進行其耐震設計，再做耐 震能力評估，以說明其關聯 性。

本研究後續研究將針對日本一 實際之抗彎構架 SMRF 進行案 例分析探討。

附錄(三) 期末簡報專家審查意見與答覆

鍾立來：

1. 於研究報告中實驗與理論分析，建議將不同破壞模式之試體分 類，如剪力破壞、彎矩破壞等，再進行比對。

2. 建議將高強度混凝土之組成律正規化，再與一般混凝土比較，或 能看出兩者之異同。

3. 在研究報告中耐震性能等級 Level 2 採用之塑性率，如何訂定降伏 點？

4. 在研究案例分析中，評估所得與分析前所預期之結果，其相關性 如何？

5. 請規劃後續以高強度鋼筋混凝土為主體之研究流程，提供內政部 建築研究所後續研究之參考。

陳正平：

1. 於本研究報告中第 36 頁，繫筋為二端 135 度彎鉤是否實際應用亦 同？

2. 實驗試體二端固定於大混凝土塊，但實務上梁柱斷面減小後，鋼 筋之錨定是否可使梁柱發揮塑性鉸。尤其是外柱與頂梁接頭較難 施工。

3. 將來應用規範宜增加鋼筋錨定之規定。

王亭復：

1. 以現階段而言本研究甚具參考價值，但距離本土應用上需繼續加 強研究。

2. 在探討高強度鋼筋混凝土應用前宜先調查在台灣高強度耐震鋼筋 及混凝土之製造及生產廠家能力，並修訂相關 CNS 鋼筋標準以及 檢討現行耐震設計規範適用性，例如設計載重、設計強度等相關 參數因子，強柱弱梁、梁最小曲率韌性及耐震因子等。

3. 一般在新材料組成應用，宜先從構件之力學組成律評估，再以低 層構造物之模型試驗開始與數學模擬分析相比對，進而高層或超

高層建築物則以前人觀測記錄或國外案例進行結構分析及設計並 予比對，本案並未先行設計隨即以日本 60 層超高層大樓予耐震性 能評估，此方式僅能在本研究階段供研究及設計者參考。若現階 段應用時宜完整採用日本相關規定，包括材料、設計、施工規範 等。

4. 特別提醒側推分析僅適用於單自由度，高層建築之高振態貢獻參 與係數會遠大於 20%，又 SAP2000 事實上為彈性分析軟體，無法 表達地震時，每一構件每一增量時間塑角大小之相互影響，將來 研究建議以 nonsap、drain-tabs 3d 或 drain 2d+，pisa 3d 等動力非線 性軟體分析或評核，與本研究 sap2000 結構分析比較。

邱昌平：

1. 於研究報告中第 75 頁第六節標題中請加入”土木 401-96”於與之 後。

2. 於研究報告中第 76~79 頁中之表、圖加字同建議 1。

3. 於研究報告中第 87 頁在基本分析功能之第二行”購間”修正為”new rc 構件之”。

4. 建議研究報告中第 75 頁第 6 節第 9 行”高強度”修正為”超高強 度”，“sercb for new rc” 分析程式中原來 sercb 中可應用於一般 rc 構件之非線性行為者應仍保留，可應用於較高樓層。

意見回覆：

1. 本研究針對日本各研究單位已包含彎矩破壞、彎矩-剪力破壞、剪 力破壞之單柱反覆載重與分析結果進行比對，結果顯示本研究所 提塑鉸設定方法，經由側推分析所得力與變位關係，與日本 23 組 單柱反覆載重試驗遲滯迴圈之包絡線頗為吻合，驗證本研究所建 議塑性鉸之正確性。

2. 目前國內許多研究單位已針對高強度混凝土以及高強度鋼筋進行 諸多實驗，如高強度混凝土抗壓試驗、高強度鋼筋抗拉試驗、高 強度鋼筋彎鉤試驗等，並且與高強度鋼筋與高強度混凝土提供之 廠商，進行相關之材料配比與抗壓實驗。本研究係針對耐震行為 進行相關研究，至於各項施工細節建議未來可另訂 New RC 施工 規範訂定之。

3. 側推分析方法為目前國內外對於非線性行為探討常使用之方式，

在施作側推分析前，本研究針對高樓層建築物會產生高振態貢 獻，利用 CQC 方法考慮高階振態之影響。目前工程界常用的結構 分析軟體如 ETABS 與 SAP2000 均具備非線性分析功能，本研究 以此二軟體作為案例分析與探討之用，至於其他軟體亦可藉由本 研究建議塑鉸設定之方式進行非線性分析。

4. 超高樓層建築物應用高強度鋼筋混凝土，其混凝土與鋼筋強度多 根據樓層之高度而變化，其強度隨著高度增加而漸漸降低，故一 棟建築物內可能使用高強度鋼筋混凝土與一般強度混凝土，本研 究所開發之 SERCB for New RC 程式雖主要係針對採用 New RC 之 結構耐震性能分析，但亦可適用於一般鋼筋混凝土強度之計算模 組，以配合實際案例所設計之鋼筋混凝土強度的差別。

5. 國內習以採用美國混凝土學會 ACI 或中國土木水利工程學會混凝 土工程設計規範 (土木 401-96) 之相關設計規範作為鋼筋混凝土 構件強度之求算。其中影響最大的是一般強度鋼筋混凝土理論中 有關混凝土等值應力塊之簡化計算方式應如何修正乃能合乎高強 度鋼筋混凝土之真正強度。本計畫蒐集多筆高強度鋼筋混凝土構

件撓曲強度之試驗資料，並以一般鋼筋混凝土理論進行分析與比 對，發現以一般鋼筋混凝土理論分析所得強度與實驗所得值之比 值分佈於 0.76~1.31 之間，顯示以一般鋼筋混凝土理論無法精確計 算高強度鋼筋混凝土構件強度。

參考書目

1. Sugano, S. (2008) “Application of High Strength and High Performance Concrete in Seismic Regions”, Invited Lecture in the 8th International Symposium on Utilization of High-Strength and High-Performance Concrete, Tokyo, October 27~29, 2008.

2. 六車 熙, 渡辺史夫, 田中仁史, 勝田庄二, 岩清水隆, “横拘束コンクリート による曲げ部材のじん性改善に関する研究”, 日本建築学会, 1980。

3. Robert Park., M. J. Negel Priestley and Wayne D. Gill, “Ductility of Square Confined Concrete Columns Proceedings”, ASCE, Vol.108, ST4, pp.929-950, 1982.4

4. 孫玉平，崎野健治：”高強度材料を用いた鉄筋コンクリート柱の靭性改善に 関する実験的研究”，コンクリート工学年次論文集，Vol. 15，No.2，1993 5. 日本建築学会, “鉄筋コンクリート造建物の靭性保証型耐震設計指針・同解

説”, 1999.

6. 日本建築学会, “鉄筋コンクリート造建物の耐震性能評価指針(案)‧同解說”, 2004.

7. Hiroyuki Aoyama, “Design of Modern Highrise Reinforced Concrete Structures”, University of Tokyo, Japan, 2001.

8. 財團法人台灣混凝土學會，“新世代高強度鋼筋混凝土研究”，1998~1999 9. 內政部建築研究所，協同研究案「超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之

研擬」，2009 年。

10. Kawashima, K. and Koyama, T.: “Effect of Number of Loading Cycles on Dynamic Characteristics of Reinforced Concrete Bridge Pier Columns”, Proc.

JSCE, Structural Eng./Earthquake Eng., Vol.5, No.1, pp. 183-191, 1983

11. J. B. Mander, M. J. N. Priestley, and R. Park, Fellow, “Theoretical Stress­Strain Model for Confined Concrete”, ASCE, Vol.114, Issue 8, 1988.

11. J. B. Mander, M. J. N. Priestley, and R. Park, Fellow, “Theoretical Stress­Strain Model for Confined Concrete”, ASCE, Vol.114, Issue 8, 1988.