第三章 試驗計畫
第三節 試體製作
0.375%、0.5%、0.75%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0%、4.0%及 5.0%，每個層間或 Strain gauge，兩側垂直鋼管配置 4 層，中間垂直鋼管僅配置第一層，第四層高 度位於二樓牆體中央（代號為L4-XX），其餘各層配置高度同一層一跨試體。
表3.1 試體規劃表
RHS 200×100×9 STKR490
1 481
批次 (天) 對應試驗試體
表3.5 加載歷程表
圖3.1 1×1W 試體示意圖(單位：mm)
（資料來源：本研究製作）
圖3.2 1×1F 試體示意圖(單位：mm)
（資料來源：本研究製作）
圖3.3 1×1H 試體示意圖(單位：mm)
（資料來源：本研究製作）
圖3.4 牆體剖面示意圖
（資料來源：本研究製作）
20cm
鋼網骨架
橫向鋼筋#3 @30 cm 抓漿網 髮夾鋼筋
垂直鋼管 縱向鋼筋#3 @30 cm
30cm cL
(a) 正視圖
(c) 上視圖
圖3.5 單一單元試體試驗配置圖(續)
（資料來源：本研究製作）
圖3.6 1×3 試體示意圖(單位：mm)
（資料來源：本研究製作）
西 側 反 力 牆 南側反力牆
MTS致動器
1層1跨試體
側撐A 側撐B
(a) 正視圖
圖3.8 2×2 試體示意圖(單位：mm)
(a) 正視圖
(c) 側視圖
圖3.9 2×2 試體試驗配置圖（續）
（資料來源：本研究製作）
強力樓版
2層2跨試體
南 側 反 力 牆 測撐B 測撐D
測撐A
圖3.10 試體製作流程
（資料來源：本研究製作）
圖3.11 工廠內鋼骨製作
（資料來源：本研究製作）
鋼骨製作
基礎製作 (鋼筋、模板、灌漿)
鋼網牆架設 (含牆面鋼筋配置) 樓版鋼筋及鋼骨夾具製作
牆面及樓版灌漿 試體養護 加載頭銲接 完成試體製作
2×2試體二樓製作
圖3.12 鋼管骨架完成
（資料來源：本研究製作）
圖3.13 基礎製作
（資料來源：本研究製作）
圖3.14 鋼網骨架及牆面鋼筋架設
（資料來源：本研究製作）
圖3.15 打設抓漿
（資料來源：本研究製作）
圖3.16 鋼網牆製作完成
（資料來源：本研究製作）
圖3.17 試體製作完成
（資料來源：本研究製作）
圖3.18 加載歷程圖
圖3.20 1×3 試體測計配置
第四章 試驗結果與討論
0.75%時界面剪力裂縫及牆腹裂縫開始發展，但發展得非常緩慢。界面剪力
牆腹裂縫才開始發展，且皆發展得非常緩慢。試驗結束時試體整體狀況如圖
2. 結點垂直剪力破壞
破壞模式為結點垂直剪力破壞的試體共有5 座，其中有 4 座為單一單元 試體，分別為1×1F、1×1H、NTC100 及 NTC200 試體；1 座為多單元試體，
為1×3 試體。
1×1H、NTC100 及 NTC200 試體水平鋼管則採用簡易接頭與垂直鋼管接 合，結點剪力強度P 由試驗數據得到，分別為 148、139 及 160 tf，3 者之平vn 示。可以發現雖然結點垂直剪力之Strength Ratio 為三者中之最大，但也僅達 到0.74，尚未達到臨界載重。但在試驗結果卻已經發生結點垂直剪力破壞，
折減係數及設計強度有現有規範可依循，但考量鋼管底部之混凝土填充品質 10%，且由分析模型之 Strength Ratio（如圖 4.27 所示）可以看到臨界桿件為 一樓之邊柱與試驗結果一致，顯示使用等值斜撐模擬多層多跨之鋼管鋼網牆
況，此時之樓頂位移量與2 倍降伏位移（2y＝52.8 mm）相近。可以看到二樓 裂縫與樓頂位移角 = 0.5%時差異不大，一樓垂直桿件處表面混凝則有明顯的 剝落，牆腹之裂縫則更多，裂縫寬度約為0.7 mm。在一般建築物生命週期達到 2 倍降伏位移的機率並不高，雖然表面混凝土剝落會影響使用，但尚可以重新 粉光修繕。
編號 tf mm mm % tf/mm
圖4.1 1×1W 試體遲滯迴圈
（資料來源：本研究製作）
圖4.2 1×1W 試體遲滯迴圈包絡線
（資料來源：本研究製作）
(a) = 0.25% (b) = 0.375% (c) = 0.5%
(d) = 0.75% (e) = 1.0% (f) = 1.5%
(g) = 2.0% (h) = 3.0% (i) = 4.0%
圖4.3 1×1W 試體不同層間位移角試體破壞情況
（資料來源：本研究製作）
(a) 牆面外觀
(b) 上水平桿件上視
圖4.4 1×1W 試體試驗後破壞情況
（資料來源：本研究製作）
混凝土鑿除後如圖(b)
上水平桿
件破壞
圖4.5 1×1F 試體遲滯迴圈
（資料來源：本研究製作）
圖4.6 1×1F 試體遲滯迴圈包絡線
（資料來源：本研究製作）
(a) = 0.25% (b) = 0.375% (c) = 0.5%
(d) = 0.75% (e) = 1.0% (f) = 1.5%
(g) = 2.0% (h) = 3.0% (i) = 4.0%
圖4.7 1×1F 試體不同層間位移角試體破壞情況
（資料來源：本研究製作）
(a) 牆面外觀
(b) 結點處上視
圖4.8 1×1F 試體試驗後破壞情況
（資料來源：本研究製作）
混凝土鑿除後如圖(b)
節點處
銲道破壞
圖4.9 1×1H 試體遲滯迴圈
（資料來源：本研究製作）
圖4.10 1×1H 試體遲滯迴圈包絡線
（資料來源：本研究製作）
(a) = 0.25% (b) = 0.375% (c) = 0.5%
(d) = 0.75% (e) = 1.0% (f) = 1.5%
(g) = 2.0% (h) = 3.0% (i) = 4.0%
圖4.11 1×1H 試體不同層間位移角試體破壞情況
（資料來源：本研究製作）
(a) 牆面外觀
(b) 接頭處
圖4.12 1×1H 試體試驗後破壞情況
（資料來源：本研究製作）
接頭處如圖(b)
簡易接頭銲道開裂 垂直鋼管
樓版鋼筋
圖4.13 1×3 試體遲滯迴圈
（資料來源：本研究製作）
圖4.14 1×3 試體遲滯迴圈包絡線
（資料來源：本研究製作）
(a) = 0.25% (b) = 0.375%
(c) = 0.5% (d) = 0.75%
(e) = 1.0% (f) = 1.5%
(g) = 2.0% (h) = 3.0%
圖4.15 1×3 試體不同層間位移角試體破壞情況
（資料來源：本研究製作）
(i) = 4.0%
圖4.15 1×3 試體不同層間位移角試體破壞情況(續)
（資料來源：本研究製作）
(a) 加載方向正
(b) 加載方向負
圖4.16 1×3 間位移角 4%正負向時牆底狀況
（資料來源：本研究製作）
右下開口 加載方向
左下開口
加載方向
(a) 加載方向正
(b) 加載方向負
圖4.17 1×3 間位移角 4%正負向垂直桿件兩側之相對錯動
（資料來源：本研究製作）
加載方向
加載方向
圖4.18 1×3 試體接頭破壞情況
（資料來源：本研究製作）
圖4.19 2×2 試體遲滯迴圈
（資料來源：本研究製作）
圖4.20 2×2 試體遲滯迴圈包絡線
（資料來源：本研究製作）
(a) 二樓
(b) 一樓
圖4.21 2×2 試體各樓層之遲滯迴圈
（資料來源：本研究製作）
(a) = 0.25% (b) = 0.375%
圖4.22 2×2 試體不同層間位移角試體破壞情況
（資料來源：本研究製作）
(c) = 0.5% (d) = 0.75%
圖4.22 2×2 試體不同層間位移角試體破壞情況(續)
（資料來源：本研究製作）
(e) = 1.0% (f) = 1.5%
圖4.22 2×2 試體不同層間位移角試體破壞情況(續)
（資料來源：本研究製作）
(g) = 2.0% (h) = 3.0%
圖4.22 2×2 試體不同層間位移角試體破壞情況(續)
（資料來源：本研究製作）
(i) = 4.0%
圖4.22 2×2 試體不同層間位移角試體破壞情況(續)
（資料來源：本研究製作）
(a) 牆面外觀
(b) 垂直鋼管底部
圖4.23 2×2 試體試驗後破壞情況
（資料來源：本研究製作）
鑿除後如圖(b)
圖4.24 2×2 試體鋼管內混凝土填充狀況
（資料來源：本研究製作）
圖4.25 包絡線示意圖
（資料來源：本研究製作）
圖4.26 以試驗之側推力做 1×3 構架分析得到之 Strength Ratio
（資料來源：本研究製作）
* 200× 100×9 * 200× 100×9 * 200× 100×9 * 200× 100×9
0.64 0.160.72
164 tf
0.74
0.64 0.640.72 0.72
0.74 0.74
圖4.27 2×2 構架分析得到之 Strength Ratio
（資料來源：本研究製作）
* 100× 100×6 * 200× 100×9
0.52 0.38 0.060.37 0.12
* 200× 100×9 * 100× 100×6 * 200× 100×9
1.00 0.70 0.300.49 0.85
1/3V
* 200× 100×9
2/3V
0.73 0.23
0.51 0.15
(a) 2F 東側 (b) 2F 西側
(c) 1F 東側 (d) 1F 西側
圖4.28 2×2 試體 = 0.5%時之裂縫(約為 1y)
（資料來源：本研究製作）
(a) 2F 東側 (b) 2F 西側
(c) 1F 東側 (d) 1F 西側
圖4.29 2×2 試體=1.0%時之裂縫(約為 2y)
（資料來源：本研究製作）
第五章 分析方法與設計案例
cm～340 cm，垂直鋼管跨距範圍為 110 cm～160 cm，牆體厚度為 20 cm。牆 面混凝土強度採用280 kgf/cm2。垂直及水平桿件皆使用材質為STKR400 或 STKR490 之 RHS 200×100 或 RHS 100×100 斷面，且內填充混凝土。牆面鋼 筋皆使用SD280W 之 3 號鋼筋，配置方式為雙層雙向間距 30 cm，水平鋼筋(1) 等值斜撐 RHS 200×100 鋼管；結點使用銲接且水平鋼管斷面為 RHS 100×100 之結 點垂直剪力設計強度P 為 136 tf；結點使用銲接且水平鋼管斷面為 RHS v
第二節 設計案例
為STKR400 之 RHS 100×100×4、STKR490 之 RHS 200×100×9 及 RHS 100×100×6。所採用之混凝土強度為 f c 280 kgf cm2。分析採用之載重組合淨載重來估計。頂樓X 方向側向力為 38.8 tf，頂樓自重為 86.88 tf，換算等 值加速度為0.447g。上述樓版跨度一半之淨載重乘以等值加速度，可得到水 平剪力強度需求為0.872 tf。
根據彎矩強度需求3.9 tf-m 並以寬度 140 cm、厚度 19 cm 之斷面承擔 之，可求得所需鋼筋量為9.18 cm2，換算成單位樓版寬度所需鋼筋量得到 6.56 cm2/m，配置於樓版端部上、下層。垂直剪力強度需求為 0.41 tf，臨界 斷面在樓版與牆之交接處，由於水平鋼管之存在，因此樓版垂直剪力強度不 宜採用撓曲剪力強度計算，宜採用剪力摩擦之方式檢核之，水平剪力傳遞鋼 筋量Avf Vn fy [8]，其中V 為剪力需求，n 0.75，鋼筋降伏應力 f y 2.8 tf/cm2，摩擦係數 0.7，取1.0，求得所需剪力摩擦筋量為 0.277 cm2， 換算成單位長度所需鋼筋量，並將所需鋼筋量平均分配於上、下層鋼筋，得 到所需鋼筋量為0.10 cm2/m。水平剪力之傳遞可以考慮簡易接頭螺栓之貢 獻，兩顆螺栓之水平剪力設計強度為9.98 tf，而所需剪力強度為 0.872 tf，因 此不需額外配置鋼筋。總計，樓版上、下層各需配置6.66 cm2/m 之鋼筋。
表5.1 載重組合表
圖5.1 鋼管骨架配置示意圖
（資料來源：本研究製作）
圖5.2 建築圖、結構圖與分析模型之示意圖
（資料來源：本研究製作）
開 口
僅計無開口牆 面之強度貢獻
等值模擬
(a) 結構剖面圖示意圖 (b) 構架分析模型示意圖
開 口
(a) 外力由左側加載
(b) 外力由右側加載
圖5.3 外力與等值斜撐方向之關係
（資料來源：本研究製作）
(a) 第一層平面 (b) 第二層平面 圖5.4 案例建築圖
（資料來源：本研究製作）
(c) 第三層平面 (d) 屋突層平面 圖5.4 案例建築圖(續)
（資料來源：本研究製作）
(e) Y2 剖面 圖5.4 案例建築圖(續)
（資料來源：本研究製作）
(f) 樓梯剖面 (g) 正立面 圖5.4 案例建築圖(續)
（資料來源：本研究製作）
(h) 側立面 圖5.4 案例建築圖(續)
（資料來源：本研究製作）
(a) 地梁內鋼管配置 (b) 第一層 圖5.5 案例結構平面圖
（資料來源：本研究製作）
(c) 第二層 (d) 第三層 圖5.5 案例結構平面圖(續)
（資料來源：本研究製作）
(e) 屋頂層 (f) 屋突層 圖5.5 案例結構平面圖(續)
（資料來源：本研究製作）
(a) X1 構架 (b) X2、X3 及 X4 構架 圖5.6 案例結構立面圖
（資料來源：本研究製作）
(c) X5 及 X6 構架 (d) X7 構架 圖5.6 案例結構立面圖(續)
（資料來源：本研究製作）
(e) X8 構架 (f) X9 構架 圖5.6 案例結構立面圖(續)
（資料來源：本研究製作）
(g) X10 構架 (h) Y2 及 Y3 構架 圖5.6 案例結構立面圖(續)
（資料來源：本研究製作）
(i) Y1 構架
(j) Y4 構架
圖5.6 案例結構立面圖(續)
（資料來源：本研究製作）
圖5.7 分析模型 3D 示意圖
（資料來源：本研究製作）
(a) 一樓
(b) 二樓
(c) 三樓
圖5.8 分析模型平面圖
（資料來源：本研究製作）
(d) 屋頂
(e) 屋突
圖5.8 分析模型平面圖(續)
（資料來源：本研究製作）
(a) 構架 Y1 (b) 構架 Y2
(c) 構架 Y3 (d) 構架 Y4 圖5.9 分析模型構架立面圖
（資料來源：本研究製作）
(e) 構架 X1 (e) 構架 X2 (f) 構架 X3
(g) 構架 X4 (h) 構架 X5 (i) 構架 X6 圖5.9 分析模型構架立面圖(續)
（資料來源：本研究製作）
(j) 構架 X7 (k) 構架 X8 (l) 構架 X9
(m) 構架 X10
圖5.9 分析模型構架立面圖(續)
（資料來源：本研究製作）
(a) 上視
(b) 剖面
圖5.10 樓版與牆面之關係
（資料來源：本研究製作）
第六章 結論與建議
RHS 200×100 鋼管；採用銲接且水平鋼管斷面為 RHS 100×100 之結點垂直剪力 強度P vn 194tf ；採用銲接且水平鋼管斷面為RHS 200×100 估算其垂直剪力強 度為P vn 291tf，設計強度Pv 0.7Pvn；（4）多單元鋼管鋼網牆構架分析結果顯 示，系統中之臨界桿件皆為垂直鋼管。試驗數據顯示破壞模式為鋼管降伏之試牆系統之開發，乃基於模組化之考量，研究成果之應用需要在所設定之範圍
低。綜合上述各優勢，版柱系統單位造價較低，因此版柱系統在國外被廣 泛的使用作為主要承重系統。然而該系統需要注意接合部穿透剪力破壞，
因為穿透剪力破壞一旦觸發是脆性的破壞模式且可能造成連續崩塌。建議 內政部建築研究所可研究新型柱系統，採用強版弱柱的概念，以避免版之
因為穿透剪力破壞一旦觸發是脆性的破壞模式且可能造成連續崩塌。建議 內政部建築研究所可研究新型柱系統，採用強版弱柱的概念，以避免版之