1.1 研究背景
十九世紀初開始使用鋼筋混凝土來建造房屋建築，由於當時材料性質及施工 技術，當時的房屋建築僅限於高度不高的建築，結構形式也僅為單純的梁柱框架 系統。當時要造出較高的建築必須付出昂貴的費用，由於材料的強度低，梁柱的 斷面尺寸也相對放的很大，除了昂貴的費用外，結構可使用的面積也相對應的變 小，在當時較高建築的經濟效益是很低。由於都市發展以及人口持續的增加，都 市用地取得相當不易，於是高層建築的發展變成一股趨勢。在1950 年代初期，
出現了框架結構結合剪力牆形式的鋼筋混凝土建築，剪力牆大多用於結構的核心 (電梯間)，相對於整個結構平面尺寸顯得有點太小，無法提供足夠的側向勁度及 穩定性，所以框架結構結合剪力牆形式的鋼筋混凝土建築最高大約只能到50 層 樓。經濟效益低以及結構形式上的缺點，成為高層建築結構發展的障礙。於是發 展新的結構形式變成了發展高層建築的關鍵，不能只從內部核心結構改善，必須 也要從結構外部梁柱着手。於是 F.R.Khan 提出利用建築結構外面佈置密柱深梁 所形成的框筒結構，並於 1963 年首次應用設計位於美國芝加哥市 43 層樓 116 公尺高的DeWitt Chestnut 公寓建築。從此高層建築在高度上的進展非常快。由 於框筒結構在高層建築中被廣泛使用，框筒結構的分析變的越來越重要。
1.2 研究動機與目的
由於框筒結構在水平載重下會存在剪力延遲效應的影響，進而會降低整體結 構的勁度，使得框筒結構無法有效發揮本身既有的勁度，也使得框筒結構在往更 高的高度發展會受到影響。所以受到剪力延遲效應影響下框筒結構的分析變得非 常的重要。另外能考慮剪力延遲效應影響的簡化分析方法，即時在現在電腦結構 分析軟體發達的時代，還是樂於被結構工程師所採用。尤其是在結構設計方案的 比較和結構初步設計時，簡化分析方法仍具有不可被取代的意義，因為它能提供 結構的受力行為以及結構反應概況，並且能與最終設計階段的電腦結構分析軟體
互相校對。 型分析兩種。在等效平面構架分析，F.R.Khan[1]跟 B.S.Smith[2]提出了將三維的 框筒結構簡化成等效平面構架，然後利用平面構架的分析程式來進行分析，
Coull 是假設框筒結構受剪力延遲效應影響下柱軸應力的分佈曲線，Kwan 則是 假設框筒結構受剪力延遲效應影響下柱軸向位移的分佈曲線。兩者假設的分佈形 式也不同，會得到不同的分析結果。而且Kwan 提出的方法比較簡單，而且在做
了比較多的假設，讓整個分析過程更加的簡化。 界點的計算公式。S.C.Lee[13]利用有限元素法對懸臂箱型梁自由端集中載重、均 佈載重、三角載重與倒三角載重作用下進行分析，發現負剪力延遲效應產生的原 因，以及在不同載重形式下變化的規律。J.J.Connor[14]定義框筒結構中正剪力延 遲效應與負剪力延遲效應，以及剪力延遲效應在框筒結構高度上的分佈與變化的 規律。Y.Singh[15]說明框筒結構中負剪力延遲效應產生的原因，並且提供分析計 算的模型。Y.Singh[15]在 S.T.Chan[12]的分析基礎上，透過參數的替換，得出框 筒結構考慮負剪力延遲效應翼板端框架中柱軸力計算的方法，以及正負剪力延遲 效應之間轉換臨界點的確認，並討論了影響框筒結構剪力延遲效應的因素。
1.4 論文內容
本論文總共分成六章。第一章為緒論，主要是說明研究背景、研究動機與目 的還有相關的文獻的回顧。第二章為框筒結構之結構形式介紹，主要是介紹幾種
常見的框筒結構形式，還介紹框筒底層結構的處理方式，另外針對框筒結構的斷 面形式也有討論。第三章為框筒結構中的剪力延遲效應介紹，主要是說明何謂剪 力延遲效應以及說明剪力延遲效應發生的原因探討，另外也探討負剪力延遲效應 以及其發生的原因。第四章為框筒結構的分析方法，分成兩部分(方形、圓形框 筒結構)去介紹。方形框筒結構的分析方法主要有等效平面構架法、等效連續筒 模型分析法與 SAP2000 軟體分析。圓形框筒結構的分析方法主要有等效連續筒 模型分析法與 SAP2000 軟體分析。每種分析方法各有各自的假設以及參數設定 的問題，將於第四章中詳細的介紹。第五章為案例方析，將針對不同樓高、不同 尺寸的連接梁、不同的結構斷面的框筒結構進行等效連續筒分析與 SAP2000 軟 體分析，比較框筒結構翼、腹板端框架中柱軸應力分佈曲線，觀察剪力延遲效應 與水平側向位移。另外在框筒結構上加上大型斜撐形成支撐型框筒結構，用 SAP2000 軟體分析求出框筒結構翼、腹板端框架中柱軸應力分佈曲線，觀察其 剪力延遲效應。另外比較框筒結構加上大型斜撐對水平側向位移的減少(側向勁 度的提升)。第六章為結論與建議，將針對第五章的分析結果進行討論，並提出 建議日後研究的方向。