冷軋型鋼結構設計規範 第一章 通則
1.3 設計基準
本規範依據載重及強度係數設計法(LRFD)制定，該設計應檢核強度極限狀態 和使用性極限狀態。強度極限係指結構之最大承載能力，其與結構之安全性密切相 關，而使用性極限係指正常使用下其使用功能之極限狀態。
本規範中各構材及接合之設計強度必須大於或等於由因數化載重組合計得之 需要強度：
φRn≧Ru (1.3-1) 其中
Ru = 所需強度
Rn = 標稱強度，見第四章至第十一章之規定 φ = 強度折減因子，見第四章至第十一章之規定
φRn = 設計強度
解說：當結構體或其構材在受力狀態下，無法滿足原設計之安全與功能時，此結構 可能已進入其極限狀態(Limit State)。一般冷軋型鋼構材之極限狀態可能由於 過量的撓度、降服、挫屈或是後挫屈(post-buckling)之故。這類的極限狀態已 經過充分的研究及分析証實，相關之研究報告可參考文獻[1.6、1.7]之說明。
LRFD 的設計法是考慮下列二種極限狀態：(1)強度極限狀態，是指結構所能 抵抗最大承載能力；(2)使用性極限狀態，是指結構在使用功能的狀態，結構 設計之主要目標亦在於防止結構物於預估使用期限內產生上述之極限狀態。
一般若考慮強度極限狀態，LRFD 的公式可依下列說明：
ΣriQi≦φRn (C-1.3-1) 或 Ru≦φRn
其中，Rn是標稱強度，由標稱斷面依其分析模式計算而得之值，φ是構材強 度折減係數(考慮標稱強度存在的變化性)，φ<1.0；Qi是標稱載重，依載重狀 況進行結構分析而得，ri是載重放大係數（考慮載重之不定性）。LRFD 設計 法有如下之優點：(1)針對構材強度及載重分別考慮其不定性及使用不同的係 數；(2)以機率理論設計，使結構的安全性，較能達到一致之水準。
(a)機率模式
安全係數及載重因子是為了考量在設計過程中所存在的不定性及變化性。結 構設計乃包含了二個隨機變數 Q 及 R 的關係(詳圖 C-1.3-1)，若 R<Q 時，則
極限狀態成立。一種合適的結構設計是允許存在極小機率的極限狀態發生。
然而，Q 及 R 的實際機率分佈並不確知，只有其中平均值 Qm及 Rm，與標準 偏差δQ及δR是可得知的。
機率密度
Qm Rm
載重因子 Q 抵抗強度 R 圖 C-1.3-1 隨機變數 Q 與 R 之定義
ln(R/Q)m βσln(R/Q)
超過極限狀 態之機率
ln(R/Q)
圖 C-1.3-2 可靠度指數β之定義
依據圖 C-1.3-2 所示，吾人即可決定不用構材設計之相對可靠度，圖中所示 之分部曲線為 ln(R/Q)，當 ln(R/Q)≦0 時，極限狀態即發生，圖中斜線部分 即為極限狀態發生之機率。當統計數據 Rm、Qm、δR、δQ 為已知，且β*
σln(R/Q)= ln(R/Q)m，那麼在 ln(R/Q)≦0 之條件下的面積是決定β值的變 化，β值可概約地以下式表之：
2
(C-1.3-7)
VL=0.25[1.11]。將此載重設計數據應用於上述公式(C-1.3-7)及(C-1.3-8)，可得 L L
他型式之冷軋型構材時，其相對的β值可能與 2.79 相差不多，本章建議使用 較低之目標可靠度β0=2.5，基本上，此值是構材實際所得β值之下限。為了 避免在接合處提前發生破壞，故建議使用較大之β0=3.5。這二個目標可靠度 值與美國 AISI 規範相同[1-3]
1.4 常數
冷軋型鋼構材設計時所用鋼材之彈性模數(E)為 2050 噸/平方公分，剪力模數 (G)790 噸/平方公分，波森比(µ)為 0.3，溫度伸縮係數為 0.000012/ºC。
第二章 載重
2.1 適用範圍
本章在於規定冷軋型鋼構材設計時所應採用之載重大小及載重組合情形，各種 標稱載重之規定除本章另有規定者外，應依建築技術規則及其相關規範之規定辦 理。
解說：美國土木工程師學會所制定之載重準則[2.1]有詳細資料可供參考。