我國有關合成構材之規範

第二章文獻回顧

第三節合成構材相關規範回顧

一、我國有關合成構材之規範

第二章文獻回顧

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。

第二章文獻回顧

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

第二章文獻回顧

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 MPA

4. 鋼管混凝土之最小鋼管厚度 t：矩形斷面為於

b f

_y/ 3

E ，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/ 8

E ，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_λ_c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

+ 0.85f (

_c^'

A

/ A

)

修正彈性模數，

E

= E + _{0 .4} E

₍ A

_/ A

₎

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。

第二章文獻回顧

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 0.7

α

2：(極短柱達極限強度時之牆強度和)/(牆的極限強度和)，取 0.7

α

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。

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)：

第二章文獻回顧

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:

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]

第二章文獻回顧

s e

2 T = 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

第二章文獻回顧

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

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

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。

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

_s_{3 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

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。

各項目根據評估內容，即可決定權重，將權重與配分相乘，可得該項目之評分，16 個項目評分相加總合。

表 3. 2 一般鋼結構與廠房類建築物耐震能力初步評估表

【資料來源：本研究製作】

1. 定性評估部分定性評估部分定性評估部分定性評估部分 (1). 結構系統結構系統結構系統結構系統 [項次1] 靜不定程度

構架跨數越多，靜不定程度就越大，其耐震能力會越好。求取平均跨數(四捨五入)，且要取 X 向與 Y 向平均跨數之小者。

靜不定程度為 min(X,Y)=2(雙跨) 靜不定程度為 min(X,Y)=2(雙跨)

Y

X

^{X向平均跨度數量：3}_{Y向平均跨度數量：2}

Y

X

^{X向平均跨度數量：2}_{Y向平均跨度數量：3}

第三章鋼結構與鋼廠房建築物耐震能力初步評估方法

靜不定程度為 min(X,Y)=2(雙跨) 靜不定程度為 min(X,Y)=1(單跨) 圖 3. 1 靜不定程度示意圖

【資料來源：本研究製作】

[項次2] 地下室面積比，ra

建築物的地下室面積(含超挖面積)如果較大，對於抵抗傾倒彎矩之能力也較

高。地下室面積比 _a ²

r A

= A

=

= =

，如圖 3. 2 所示，其中 A2為地下室 (含超挖面積)面積，

A₁為建築投影面積。

圖 3. 2 地下室面積比

Y

X ^{X向平均跨度數量：3} _{Y向平均跨度數量：2}

Y

X ^{X向平均跨度數量：3} _{Y向平均跨度數量：1}

建築投影面積 A1

地下室面積A2

表

【資料來源：本研究製作若建築雖屬上述之方形平面隅角、載重極度偏心者

「不良」。

(a) 建築平面對稱但結構配置尚可之結構形式

【資料來源：本研究製作

第三章鋼結構與鋼廠房建築物耐震能力初步評估方法

(b) 翼緣扁厚之結構形式圖 3. 4 平面對稱性尚可之結構形式本研究製作】

若建築雖屬上述之方形、圓形、多邊形及寬長方形，但樓梯、

載重極度偏心者；或屬於翼緣細長之平面，如圖 3. 5 所示

建築平面對稱但結構配置尚可之結構形式

(b) 翼緣扁厚之結構形式

圖 3. 5 平面對稱性不佳之結構形式本研究製作】

鋼結構與鋼廠房建築物耐震能力初步評估方法

、電梯間配置偏所示，則須勾選

[項次4] 立面對稱性

立面退縮

位於山坡地

樓層載重不均勻圖

【資料來源：本研究製作

第三章鋼結構與鋼廠房建築物耐震能力初步評估方法

立面退縮立面懸挑

位於山坡地立面於高層分為多棟建築物

樓層載重不均勻

圖 3. 7 立面對稱性有疑慮之結構形式本研究製作】

鋼結構與鋼廠房建築物耐震能力初步評估方法

立面懸挑

立面於高層分為多棟建築物

[項次5] 斜撐形式

表

(2). 結構結構結構結構細部細部細部細部

在文檔中鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估平台開發與應用 (頁 37-0)

第二章 文獻回顧

第三節 合成構材相關規範回顧

一、 我國有關合成構材之規範

f

≥

F

b f

E ，其中

D f

E ，其中

=

P A F

F

= F

+ 0.85f (

A

/ A

)

E

= E + 0 .4 E

( A

/ A

)

A

E

E

F

f

C sc

F w

α

α

α

二 二 二

sh provide sh code

(A ) /(A )

α =

(A )

(A ) =Max[A A ] ，

A

A

V = V

R = 1.0

0.53 '

V = f A + ρ f A

R = 1.5

ρ n

A cv

R

2

T = T × R

T e

T e = 0.07 h n 0.75

T e = 0.05 h n 0.75

R a

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

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

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

一 一 一

一、 、 、 、 基本資料表 基本資料表 基本資料表 基本資料表

V

V

≥ 2 7 0

1 8 0 ≤ V

< 2 7 0

V

< 1 8 0

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

Y

X

第二章文獻回顧

第三節合成構材相關規範回顧

一、我國有關合成構材之規範

₌

= E + _{0 .4} E

₍ A

_/ A

₎

二二二

ρ _n

A _cv

T _e = 0.07 h _n ^0.75

T _e = 0.05 h _n ^0.75

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

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

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

一一一

一、、、、基本資料表基本資料表基本資料表基本資料表

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

X ^{X向平均跨度數量：3} _{Y向平均跨度數量：2}

X ^{X向平均跨度數量：3} _{Y向平均跨度數量：1}