沿街店鋪住宅結構系統耐震設計技術手冊研究

沿街店鋪住宅結構系統耐震設計技

術手冊研究

內 政 部建 築研 究 所委 託研 究 報告

中華民國 104 年 12 月

PG 10401-0555 104301070000G0027

沿街店鋪住宅結構系統耐震設計技

術手冊研究

受委託者

：

國立台灣科技大學營建系

研究主持人 ：

歐昱辰

研究助理

：

吳靖儀

研究助理

：

王智佳

研究助理

：

吳振維

內 政 部建 築研 究 所委 託研 究 報告

中華民國 104 年 12 月

（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）

I

目次

目次 ... I 圖次 ... V 表次 ... XIX 摘要 ... XXVII 一、研究緣起 ... XXVII 二、研究方法及過程 ... XXVIII 三、目前研究發現 ... XXVIII 第一章 緒論 ... 1 第一節 研究緣起與背景 ... 1 一、研究緣起 ... 1 二、研究背景 ... 1 第二節 研究目的 ... 4 第三節 研究方法及進度說明 ... 5 一、耐震設計技術手冊之建立 ... 7 二、試體設計與製作 ... 7 三、材料基本性質試驗 ... 8 四、舉辦專家座談會 ... 8 五、改善一樓軟弱層之設計方法，與相對應之案例模型建置與分析 ... 8 六、考量鋼筋腐蝕與牆體開口效應之耐震評估程式 ... 9 七、報告及期刊論文之撰寫 ... 9 第二章沿街店鋪住宅結構系統耐震設計技術手冊 ... 11 第一節 地質調查報告 ... 11 一、鑽探孔數及分佈位置 ... 11 二、鑽孔深度 ... 11 三、取樣及試驗 ... 12 四、調查報告 ... 12 第二節 設計基本資料 ... 14 一、設計方法 ... 14 二、分析方法 ... 14 三、結構材料規格: ... 14 第三節 荷重計算 ... 15 一、靜載重 ... 15

二、活載重 ... 16 三、 地震力計算 ... 16 四、風力計算 ... 23 五、基礎反力計算 ... 23 六、垂直地震力計算:... 24 第四節 結構分析檢核 ... 26 一、 層間位移及碰撞距離: ... 26 二、軟弱層檢核 ... 26 三、 柱端破壞時之極限彎矩對應的剪力 ... 27 四、牆體剪力計算 ... 27 五、強柱弱梁之檢核 ... 32 第五節 新建沿街店鋪式住宅耐震性能提升參考方法 ... 33 一、屋後外牆改良式配筋準則、騎樓柱尺寸擴增或增加一樓屋前外牆 ... 33 二、配置樓梯間 RC 牆... 39 三、 增加房屋一樓柱尺寸 ... 43 四、沿街向開口牆體以 RC 非結構槽缝牆設計... 43 第三章 沿街店鋪式住宅設計案例 ... 47 第一節 沿街店鋪式住宅之設計改善案例 ... 47 一、沿街店鋪式住宅建築概述與設計圖說 ... 47 二、設計流程 ... 54 第三節 牆體耐震性能提升策略及理論 ... 94 一、研究案例計算方法驗證 ... 94 二、牆體設計及其應用 ... 114 第四節 房屋軟弱層改善設計方案 ... 127 一、 設計案例改善方案一 ... 127 二、設計案例改善方案二 ... 150 三、設計案例改善方案三 ... 170 四、設計案例改善方案四 ... 187 五、設計案例改善方案五 ... 207 第五節 結論 ... 225 一、總結 ... 225 二、各設計案例特點簡要說明： ... 226 第四章考量鋼筋腐蝕效應之沿街店鋪式住宅耐震評估方法 ... 231 第一節 研究緣起與背景 ... 231 一、研究背景 ... 231 第二節 文獻回顧 ... 232 一、TEASPA 評估方法 ... 232 二、鋼筋腐蝕 ... 246

III 三、ASFI 考慮軸力、彎矩及剪力相互作用分析方法(Axial-Shear-Flexure Interaction)[32][33] ... 250 四、MCFT 修正壓力場理論方法[27、38、39] ... 253 五、USFM 方法[34-37] ... 257 六、滑移變形[40、41] ... 259 七、側推分析[42] ... 261 八、結構分析軟體 ETABS 塑性鉸性質[4] ... 264 第三節 模型分析 ... 266 一、 分析流程 ... 266 二、材料組構定率 ... 268 三、鋼筋混凝土構件模型 ... 280 四、 撓曲及剪力模型 ... 281 五、鋼筋滑移模型分析 ... 286 六、軸向分析模型 ... 287 七、塑性鉸轉換程式 ... 289 第四節 實際案例分析 ... 303 一、建物基本資料 ... 303 二、 案例分析資料 ... 306 三、結構分析模型 ... 310 四、側推分析及其結果 ... 314 五、崩塌地表加速度 ... 322 第五章 實驗計畫 ... 330 第一節 序言 ... 330 第二節 試體材料與量測儀器 ... 331 一、混凝土 ... 331 二、鋼筋 ... 332 三、量測儀器 ... 332 第三節 試體設計 ... 338 一、試體縮放比例設計 ... 338 二、計算方法 ... 338 三、設計 ... 339 第四節 試體詳述 ... 346 一、試體各斷面之平、立面圖如下圖所示，所使用單位為 mm。 ... 346 二、 RC 牆體之鋼筋配置詳圖... 349 三、 RC 牆體之門、窗鋼筋配置詳圖... 351 四、 RC 牆體之柱鋼筋配置詳圖... 352 五、 RC 牆體之梁鋼筋配置詳圖... 353 六、 RC 牆體之基礎鋼筋配置詳圖... 354 七、 RC 牆體之加載梁鋼筋配置詳圖... 356

八、 鋼筋典型配置細節 ... 357 九、反覆載重歷程 ... 358 第五節 試體製作與測試過程 ... 359 一、 材料基本性質試驗 ... 359 二、試驗量測儀器配置及施工紀錄 ... 361 第六節 試驗結果 ... 374 一、 試體結構行為 ... 375 二、 應變計數據整理 ... 381 三、 力與位移關係曲線 ... 406 四、 試體模型模擬分析 ... 408 五、結論 ... 412 第六章 結論與建議 ... 413 第一節 結論 ... 413 第二節 建議 ... 415 參考文獻 ... 416 符號索引 ... 426 附錄一 ... 428 附錄二 ... 454 附錄三 ... 460 附錄四 ... 470

V

圖次

圖 1- 1102 年度實尺寸開口牆體(符合目前設計特徵)：(a) 設體設計；(b) 反覆載重試驗結果 ... 2 圖 1- 2. 103 年度實尺寸開口牆體性能提升設計：(a)設體設計；(b)反覆載重 試驗結果 ... 3 圖 1- 3 研究流程圖... 6 圖 2- 1 柱之設計剪力計算圖... 27 圖 2- 2 單面牆體 T 型梁設計示意圖 ... 30 圖 2- 3 開口牆之等效開口置換: (a)常見規則形開口，(b)、(b’)橫向有規則排 列之開口，(c)、(c’)高度不規則之開口，(d)、(d’)小面積開口 ... 32 圖 2- 4 牆關鍵斷面元素受力情形... 35 圖 2- 5 牆斷面雙向圍束鋼筋及彎鉤繫筋間距示意... 36 圖 2- 6 牆立面雙向鋼筋間距示意... 36 圖 2- 7 工程實務上沿街店鋪式住宅平面配置圖例... 39 圖 2- 8 沿街店鋪式住宅梯間牆平面配置圖例... 40 圖 2- 9 模型試體 A 之隔間牆配筋設計圖(單位:mm) ... 40 圖 2- 10 模型試體 B 之隔間牆配筋設計圖(單位:mm) ... 41 圖 2- 11 含開門隔間牆兩層兩跨模型 A 立面圖(單位 mm) ... 41 圖 2- 12 含半跨梯間牆兩層兩跨模型 B 立面圖(單位 mm) ... 42 圖 2- 13 街屋模型構架 B 隔間牆壁量對耐震能力之影響 ... 42 圖 2- 14 增加房屋一樓柱尺寸設計案例平面圖例... 43 圖 2- 15 構架加全槽牆槽縫錯置設計... 44 圖 2- 16 開槽縫牆細部... 45 圖 3- 1 設計案例基層平面圖... 49 圖 3- 2 設計案例2nd平面圖... 50 圖 3- 3 設計案例3nd、4nd平面圖 ... 51 圖 3- 4 設計案例 ROOF 平面圖 ... 52 圖 3- 5 設計案例前立面圖... 53

圖 3- 6 設計案例後立面圖... 53 圖 3- 7 梁耐震設計尺寸規定... 60 圖 3- 8 幾種適宜之閉合箍筋形式... 62 圖 3- 9 柱耐震設計矩形閉合箍筋及繫筋之配置... 64 圖 3- 10 柱之剪力設計計算圖... 65 圖 3- 11 接頭之有效斷面積 ... 67 圖 3- 12 結構間牆短跨連接梁之韌性設計... 70 圖 3- 13 梁構件細部設計圖說示意圖... 70 圖 3- 14 梁構件鋼筋配置圖說... 71 圖 3- 15 柱構件平面配置示意圖... 71 圖 3- 16 柱構件細部設計斷面示意圖... 72 圖 3- 17 柱構件鋼筋配置設計圖說... 73 圖 3- 18CW6 牆面鋼筋配置圖說 ... 74 圖 3- 19 CW6 牆面鋼筋配置細部圖說 ... 74 圖 3- 20CW6 牆面剖面圖 ... 74 圖 3- 212F 牆面鋼筋配置平面示意圖 ... 75 圖 3- 223F、4F 及 RF 牆面鋼筋配置平面示意圖 ... 76 圖 3- 23 設計案例模型立面 A 強柱弱梁檢核結果 ... 79 圖 3- 24 設計案例模型立面 D 強柱弱梁檢核結果 ... 80 圖 3- 25 設計案例模型立面 E 強柱弱梁檢核結果 ... 80 圖 3- 26 結構剪力需求分析柱分類配置示意圖... 82 圖 3- 27 立面 A 開口牆體示意圖 ... 84 圖 3- 28 增加屋後外牆及騎樓柱尺寸示意圖... 90 圖 3- 29 梯間牆配置示意圖... 90 圖 3- 30 一樓柱尺寸擴大示意圖... 91 圖 3- 31 槽縫牆配置示意圖... 91 圖 3- 32 直角坐標系質心與剛心位置示意圖... 93 圖 3- 33 開口牆體剪力容量計算方法... 95 圖 3- 34 試體 1(a)牆立面圖(配筋圖)；(b)牆斷面圖；(c)柱斷面圖 ... 96 圖 3- 35 試體 2(a)牆立面圖(配筋圖)；(b)牆斷面圖；(c)柱斷面圖 ... 99

VII 圖 3- 36 試體 3(a)牆立面圖(配筋圖)；(b)牆斷面圖；(c)柱斷面圖 ... 101 圖 3- 37 試體 4(a)牆立面圖(配筋圖)；(b)牆斷面圖；(c)邊界構材斷面圖； (d)水平鋼筋彎鉤錨定進邊界構材斷面圖 ... 105 圖 3- 38 試體 5(a)牆立面圖(配筋圖)；(b)牆斷面圖；(c)邊界構材斷面圖； (d)水平鋼筋錨定進邊界構材斷面圖 ... 107 圖 3- 39 試體 6(a)牆立面圖(配筋圖)；(b)牆斷面圖；(c)邊界構材斷面圖；(d) 水平鋼筋錨定進邊界構材斷面圖 ... 111 圖 3- 40 單面牆體設計案例圖示... 114 圖 3- 41 連續樓層牆面設計案例... 116 圖 3- 42 單面牆體 T 型梁設計示意圖 ... 119 圖 3- 43 連續樓層牆面設計案例 T 型梁設計示意圖 ... 120 圖 3- 44 單面牆體對角向鋼筋配置... 123 圖 3- 45 連續樓層牆面設計案例對角向鋼筋配置... 123 圖 3- 46 增加屋後外牆及騎樓柱尺寸示意圖例... 127 圖 3- 47 房屋後立面圖... 128 圖 3- 48 房屋正立面圖... 128 圖 3- 49 垂直街道方向(X 方向)房屋質心與剛心差異相對比示意圖 ... 131 圖 3- 50 梁構件細部設計示意圖... 132 圖 3- 51 梁鋼筋配置圖說... 132 圖 3- 52 柱構件平面配置示意圖... 133 圖 3- 53 柱構件細部設計斷面示意圖... 133 圖 3- 54 柱構件鋼筋配置圖說... 134 圖 3- 55 牆體鋼筋設計圖說(ETABS 分析設計結果)-2F ... 135 圖 3- 56 牆體鋼筋設計圖說(ETABS 分析設計結果)-3F, 4F 及 RF ... 136 圖 3- 57 牆體鋼筋設計圖說(軟弱層改善設計結果)-2F ... 136 圖 3- 58 設計案例模型立面 A 強柱弱梁檢核結果 ... 139 圖 3-59 設計案例模型立面 D 強柱弱梁檢核結果 ... 140 圖 3- 60 設計案例模型立面 E 強柱弱梁檢核結果 ... 141 圖 3- 61 結構剪力需求分析柱分類配置示意圖... 143 圖 3- 62 設計案例模型立面 A 開口牆體示意圖 ... 145 圖 3- 63 設計案例模型立面 E 開口牆體示意圖 ... 147

圖 3- 64 增加屋前、後外牆示意圖例... 150 圖 3- 65 房屋後立面圖... 151 圖 3- 66 房屋正立面圖... 151 圖 3- 67 垂直街道方向(X 方向)房屋質心與剛心差異相對比示意圖 ... 154 圖 3- 68 梁構件細部設計示意圖... 155 圖 3- 69 梁鋼筋配置圖說... 155 圖 3- 70 柱構件平面配置示意圖... 156 圖 3- 71 柱構件細部設計斷面示意圖... 156 圖 3- 72 柱構件鋼筋配置圖說... 157 圖 3- 73 牆體鋼筋設計圖說(ETABS 分析設計結果)-2F ... 158 圖 3- 74 牆體鋼筋設計圖說(ETABS 分析設計結果)-3F, 4F 及 RF ... 159 圖 3- 75 牆體鋼筋設計圖說(軟弱層改善設計結果)-2F ... 159 圖 3- 76 設計案例模型立面 A 強柱弱梁檢核結果 ... 162 圖 3-77 設計案例模型立面 D 強柱弱梁檢核結果 ... 163 圖 3- 78 設計案例模型立面 E 強柱弱梁檢核結果 ... 163 圖 3- 79 結構剪力需求分析柱分類配置示意圖... 165 圖 3- 80 梯間牆配置平面圖... 170 圖 3- 81 房屋 B-B 面立面示意圖 ... 170 圖 3- 82 垂直街道方向(X 方向)房屋質心與剛心差異相對比示意圖 ... 172 圖 3- 83 梁構件細部設計示意圖... 173 圖 3- 84 梁鋼筋配置圖說... 173 圖 3- 85 柱構件平面配置示意圖... 174 圖 3- 86 柱構件細部設計斷面示意圖... 174 圖 3- 87 柱構件鋼筋配置圖說... 175 圖 3- 88 牆體鋼筋設計圖說(ETABS 分析設計結果)-2F ... 176 圖 3- 89 牆體鋼筋設計圖說(ETABS 分析設計結果)-3F, 4F 及 RF ... 177 圖 3- 90 牆體鋼筋設計圖說(軟弱層改善設計結果)-2F ... 177 圖 3- 91 設計案例模型立面 A 強柱弱梁檢核結果 ... 180 圖 3-92 設計案例模型立面 D 強柱弱梁檢核結果 ... 181 圖 3- 93 設計案例模型立面 E 強柱弱梁檢核結果 ... 181

IX 圖 3- 94 結構剪力需求分析柱分類配置示意圖... 183 圖 3- 95 設計方案四平面示意圖... 187 圖 3- 96 垂直街道方向(X 方向)房屋質心與剛心差異相對比示意圖 ... 190 圖 3- 97 梁構件細部設計示意圖... 191 圖 3- 98 梁鋼筋配置圖說... 192 圖 3- 99 柱構件平面配置示意圖... 193 圖 3- 100 柱構件細部設計斷面示意圖... 193 圖 3- 101 柱構件鋼筋配置圖說... 194 圖 3- 102 牆體鋼筋設計圖說(ETABS 分析設計結果)-2F ... 195 圖 3- 103 牆體鋼筋設計圖說(ETABS 分析設計結果)-3F, 4F 及 RF ... 196 圖 3- 104 牆體鋼筋設計圖說(軟弱層改善設計結果)-2F ... 196 圖 3- 105 設計案例模型立面 A 強柱弱梁檢核結果 ... 199 圖 3-106 設計案例模型立面 D 強柱弱梁檢核結果 ... 200 圖 3- 107 設計案例模型立面 E 強柱弱梁檢核結果 ... 201 圖 3- 108 結構剪力需求分析柱分類配置示意圖... 203 圖 3- 109 設計案例改善方案五平面示意圖... 207 圖 3- 110 使用之槽縫牆配置立面圖 ... 208 圖 3- 111 垂直街道方向(X 方向)房屋質心與剛心差異相對比示意圖 ... 210 圖 3- 112 梁構件細部設計示意圖 ... 211 圖 3- 113 梁鋼筋配置圖說 ... 211 圖 3- 114 柱構件平面配置示意圖 ... 212 圖 3- 115 柱構件細部設計斷面示意圖 ... 212 圖 3- 116 柱構件鋼筋配置圖說 ... 213 圖 3- 117 牆體鋼筋設計圖說(ETABS 分析設計結果)-2F ... 214 圖 3- 118 牆體鋼筋設計圖說(ETABS 分析設計結果)-3F, 4F 及 RF ... 215 圖 3- 119 設計案例模型立面 A 強柱弱梁檢核結果 ... 218 圖 3-120 設計案例模型立面 D 強柱弱梁檢核結果 ... 219 圖 3- 121 設計案例模型立面 E 強柱弱梁檢核結果 ... 219 圖 3- 122 結構剪力需求分析柱分類配置示意圖... 222 圖 3- 123 垂直街道向扭轉效應比較示意圖... 229

圖 4- 1 梁理想化載重-變形關係圖: 撓曲及剪力塑鉸之正規化載重變形圖 ... 233 圖 4- 2 柱受剪裂縫與剪應力狀態示意圖... 235 圖 4- 3 柱之載重-變形關係曲線圖 ... 235 圖 4- 4 柱之雙曲率情形發生示意圖... 236 圖 4- 5 修正因子 ' k ... 237 圖 4- 6 柱撓曲塑鉸理想化之載重-位移關係圖 ... 238 圖 4- 7 柱理想化之剪力塑性鉸載重-位移關係圖 ... 239 圖 4- 8 RC 牆分析模型 ... 240 圖 4- 9 TEASPA 方法分析模型塑鉸設定 ... 240 圖 4- 10 TEASPA 提出之鋼筋滑移模型示意圖 ... 241 圖 4- 11 牆理想化載重-位移關係圖及其相對應之撓曲塑性鉸 ... 242 圖 4- 12 牆理想化剪力非線性鉸載重-變形關係曲線- ... 246 圖 4- 13 塑鉸長度與腐蝕濃度程度關係曲線... 249 圖 4- 14 軸力-剪力相互作用模型 ... 250 圖 4- 15ASFI 分析方法彈簧配置示意圖 ... 251 圖 4- 16 RC 柱受剪力及軸力示意圖(a)混凝土主壓應力型式；(b)柱斷面圖； (c)兩連續斷面其應力塊及應力示意圖 ... 258 圖 4- 17(a)柱撓曲變形；(b)鋼筋滑移變形 ... 259 圖 4- 18 鋼筋滑移模型示意圖... 260 圖 4- 19 鋼筋滑移轉動模型... 260 圖 4- 20 ADRS 座標轉換 ... 263 圖 4- 21 容量震譜與非線性需求震譜示意圖... 264 圖 4- 22 力與位移關係曲線... 264 圖 4- 23 分析流程示意圖... 266 圖 4- 24 建置模型流程示意圖... 267 圖 4- 25 未受腐蝕影響之未圍束混凝土受壓力下之應力-應變關係曲線圖 ... 268 圖 4- 26 未受腐蝕影響之未圍束混凝土受拉力下之應力-應變關係曲線圖 ... 270 圖 4- 27 受腐蝕影響之未圍束混凝土受壓應力-應變關係曲線圖 ... 271 圖 4- 28 受腐蝕影響之未圍束混凝土受拉力下之應力-應變關係曲線圖 . 272

XI 圖 4- 29 圍束混凝土受壓力下之應力-應變關係曲線圖 ... 273 圖 4- 30 圍束混凝土受拉應力-應變關係曲線圖 ... 274 圖 4- 31 受腐蝕影響之圍束混凝土受壓應力-應變關係曲線圖 ... 275 圖 4- 32 受腐蝕影響之未圍束混凝土受拉應力-應變關係曲線圖 ... 276 圖 4- 33 未腐蝕鋼筋受拉應力-應變關係曲線圖 ... 277 圖 4- 34 未腐蝕鋼筋受壓應力-應變關係曲線圖 ... 278 圖 4- 35 腐蝕鋼筋受拉應力-應變關係曲線圖 ... 279 圖 4- 36 腐蝕鋼筋受壓應力-應變關係曲線圖 ... 280 圖 4- 37 塑鉸設定模型示意圖(a)RC 柱；(b)RC 梁 ... 280 圖 4- 38 RC 實心牆體模型示意圖 ... 281 圖 4- 39 RC 實心牆塑鉸設定模型示意圖 ... 281 圖 4- 40 鋼筋滑移變形模型示意圖... 287 圖 4- 41 軸向分析模型(a)受壓情形示意圖；(b)受拉情形 ... 288 圖 4- 42 ETABS 結構分析模型建置 ... 295

圖 4- 43 輸出 ETABS 檔案為.e2k file 檔案型式 ... 295

圖 4- 44 建置.txt file 輸入檔 ... 296

圖 4- 45 塑性鉸轉換程式開啟視窗... 296

圖 4- 46 塑性鉸轉換程序完成通知視窗... 297

圖 4- 47 輸入新建立檔案 ETABS .e2k file ... 298

圖 4- 48 塑性鉸設定模型建置... 298 圖 4- 49 理想化塑性鉸建置... 299 圖 4- 50 性能目標塑性鉸定義示意圖... 300 圖 4- 51 分析模型構架性質修正... 301 圖 4- 52 力量-位移關係曲線 ... 301 圖 4- 53 ETABS 分析模型側推分析曲線 ... 302 圖 4- 54 RC 沿街店鋪式住宅前立面圖 ... 303 圖 4- 55 RC 沿街店鋪式住宅後立面圖 ... 303 圖 4- 56 第一樓層平面圖... 304 圖 4- 57 第二、三樓層平面圖... 304 圖 4- 58 第四樓層平面圖... 304

圖 4- 59 屋頂平面圖... 304 圖 4- 60 房屋所在區域之設計地震反應譜... 306 圖 4- 61 縱向鋼筋使用年限與腐蝕程度關係曲線圖... 308 圖 4- 62 橫向鋼筋使用年限與腐蝕程度關係曲線圖... 309 圖 4- 63 沿街店鋪式住宅 3D 模型示意圖 ... 310 圖 4- 64 (a)結構模型正立面圖；(b)各構件斷面定義示意圖；(c)塑性鉸配置 示意 ... 311 圖 4- 65 試體牆面開口上方牆段破壞試驗結果(2% roof drift) ... 312 圖 4- 66RC 開口牆塑性鉸設定 ... 313 圖 4- 67 梁柱接頭剛性區設定係數... 313 圖 4- 68 非線性靜力側推分析重力設定... 314 圖 4- 69 非線性靜力分析資料設定... 315 圖 4- 70 側推分析關係曲線... 316 圖 4- 71 房屋使用年限為 0 年結構模型變位示意圖... 317 圖 4- 72 房屋使用年限 10 年結構模型變位示意圖... 318 圖 4- 73 房屋使用年限 30 年結構模型變位示意圖... 319 圖 4- 74 房屋使用年限 40 年結構模型變位示意圖... 320 圖 4- 75 房屋使用年限 50 年結構模型變位示意圖... 321 圖 4- 76 等效黏滯阻尼與容量反應譜關係圖... 324 圖 4- 77 使用年限 0 年之分析案例其崩塌最大地表加速度... 326 圖 4- 78 使用年限 10 年之分析案例其崩塌最大地表加速度... 326 圖 4- 79 使用年限 20 年之分析案例其崩塌最大地表加速度... 327 圖 4- 80 使用年限 30 年之分析案例其崩塌最大地表加速度... 327 圖 4- 81 使用年限 40 年之分析案例其崩塌最大地表加速度... 328 圖 4- 82 使用年限 50 年之分析案例其崩塌最大地表加速度... 328 圖 5- 1 200MT 致動器尺寸示意圖... 333 圖 5- 2 致動器架設之平面圖... 333 圖 5- 3 致動器架設之立面圖... 334 圖 5- 4 RC 牆試體之鋼筋應變計配置圖 ... 335 圖 5- 5 RC 柱縱向鋼筋應變計配置圖 ... 335

XIII 圖 5- 7 試體所應用之 Marker 配置詳圖 ... 337 圖 5- 8 Etabs 試體模擬示意圖 ... 339 圖 5- 9 力量分佈圖... 343 圖 5- 10 螺桿配置圖... 344 圖 5- 11 螺桿配置圖 ... 345 圖 5- 12 試體立面圖... 346 圖 5- 13 基礎平面圖... 346 圖 5- 14 A-A 斷面剖面圖 ... 347 圖 5- 15 B-B 斷面剖面圖 ... 347 圖 5- 16 C-C 斷面剖面圖 ... 347 圖 5- 17 D-D 斷面剖面圖 ... 348 圖 5- 18 E-E 斷面剖面圖 ... 348 圖 5- 19 RC 牆試體鋼筋配置示意圖(水平鋼筋及垂直鋼筋號數及間距為 D10@200) ... 349 圖 5- 20 斷面 1-1 剖面圖 ... 349 圖 5- 21 斷面 2-2 剖面圖 ... 350 圖 5- 22 斷面 3-3 剖面圖 ... 350 圖 5- 23 斷面 4-4 剖面圖 ... 350 圖 5- 24 斷面 5-5 剖面圖 ... 350 圖 5- 25 第一樓層門旁配筋圖... 351 圖 5- 26 第一樓層窗旁配筋圖... 351 圖 5- 27 第二樓層窗旁配筋圖... 351 圖 5- 28 柱之結構配筋示意圖... 352 圖 5- 29 梁鋼筋配置詳圖... 353 圖 5- 30 基礎平面 F1 平面圖 ... 354 圖 5- 31 基礎平面 F2 平面圖 ... 355 圖 5- 32 加載梁之斷面 9-9 剖面圖 ... 356 圖 5- 33 加載梁之斷面 10-10 剖面圖 ... 356 圖 5- 34 箍筋彎鉤最小伸展長度(ACI 315-99) ... 357 圖 5- 35 受拉或受壓鋼筋最小伸展長度(ACI 318-11) ... 357 圖 5- 36 反覆載重歷程... 358

圖 5- 37 基礎層及 2nd_{混凝土圓柱試體試驗後結果 ... 359} 圖 5- 38 1st_{樓混凝土圓柱試體試驗後結果 ... 360} 圖 5- 39#3 鋼筋拉伸試驗過程記錄... 361 圖 5- 40 油壓致動器架設平面示意圖(單位:mm) ... 362 圖 5- 41 油壓致動器架設平面示意圖(單位:mm) ... 362 圖 5- 42 反覆載重加載歷程... 362 圖 5- 43 應變計配置詳圖... 363 圖 5- 44 鋼筋應變計細部配置圖... 363 圖 5- 45 位移計 LVDT 架設配置示意圖 ... 364 圖 5- 46 位移計 LVDT 架設紀錄 ... 365 圖 5- 47NDI 使用紀錄 ... 365 圖 5- 48 牆面 154 個 Marker 點配置示意圖 ... 366 圖 5- 49 設置牆面 Marker 點紀錄 ... 367 圖 5- 50 基礎層 F1 鋼筋綁紮 ... 368 圖 5- 51 基礎層混凝土澆置... 368 圖 5- 521st樓層鋼筋綁紮紀錄 ... 369 圖 5- 531st_{樓層混凝土澆置紀錄 ... 369} 圖 5- 54 2st_{樓層鋼筋綁紮紀錄 ... 370} 圖 5- 55 頂梁 BT 鋼筋 2D22 鋼筋配置示意圖... 370 圖 5- 56 第 2nd_{樓層混凝土澆置紀錄 ... 371} 圖 5- 57 牆試體試驗前紀錄... 371 圖 5- 58 混凝土坍度試驗... 372 圖 5- 59 混凝土圓柱試體... 372 圖 5- 60 混凝土圓柱試體抗壓紀錄... 373 圖 5- 61 試驗架設方位平面示意圖... 374 圖 5- 62 試體試驗加載方式示意圖... 374 圖 5- 63RC 牆分割區塊示意圖 ... 375 圖 5- 64 正向推力及負向拉力引致之裂縫... 378 圖 5- 65 試體在 0.25% drift 下裂縫發展情況 ... 378 圖 5- 66 試體在 0.375% drift 下裂縫發展情況 ... 379

XV 圖 5- 67 試體在 0.5% drift 下裂縫發展情況 ... 379 圖 5- 68 試體在 0.75% drift 下裂縫發展情況 ... 379 圖 5- 69 試體在 1.0% drift 下裂縫發展情況 ... 380 圖 5- 70 試體在 1.5% drift 下裂縫發展情況 ... 380 圖 5- 71 試體在 2.0% drift 下裂縫發展情況 ... 380 圖 5- 72 試體在 3.0% drift 下裂縫發展情況 ... 381 圖 5- 73 第一樓層柱 C1 之縱向鋼筋 C1A#應變計數據紀錄歷程 ... 382 圖 5- 74 第一樓層柱 C1 之縱向鋼筋 C1B#應變計數據紀錄歷程... 382 圖 5- 75 第二樓層柱 C1 之縱向鋼筋 C1A#應變計數據紀錄歷程 ... 383 圖 5- 76 第二樓層柱 C1 之縱向鋼筋 C1B#應變計數據紀錄歷程... 383 圖 5- 77 第一樓層柱 C2 之縱向鋼筋 C2A#應變計數據紀錄歷程 ... 384 圖 5- 78 第一樓層柱 C2 之縱向鋼筋 C2B#應變計數據紀錄歷程... 384 圖 5- 79 第二樓層柱 C2 之縱向鋼筋 C2A#應變計數據紀錄歷程 ... 385 圖 5- 80 第二樓層柱 C2 之縱向鋼筋 C2B#應變計數據紀錄歷程... 385 圖 5- 81 第一樓層柱 C3 之縱向鋼筋 C3A#應變計數據紀錄歷程 ... 386 圖 5- 82 第一樓層柱 C3 之縱向鋼筋 C3B#應變計數據紀錄歷程... 386 圖 5- 83 第二樓層柱 C3 之縱向鋼筋 C3A#應變計數據紀錄歷程 ... 387 圖 5- 84 第二樓層柱 C3 之縱向鋼筋 C3B#應變計數據紀錄歷程... 387 圖 5- 85 試體左側區域水平鋼筋##1H 應變計數據紀錄歷程 ... 388 圖 5- 86 試體右側區域水平鋼筋##1H 應變計數據紀錄歷程 ... 388 圖 5- 87 試體左側區域水平鋼筋 L#2H 應變計數據紀錄歷程 ... 389 圖 5- 88 試體右側區域水平鋼筋 R#2H 應變計數據紀錄歷程 ... 389 圖 5- 89 試體左側區域水平鋼筋 L#3H 應變計數據紀錄歷程 ... 390 圖 5- 90 試體右側區域水平鋼筋 R#3H 應變計數據紀錄歷程 ... 390 圖 5- 91 試體左側區域水平鋼筋 L#4H 應變計數據紀錄歷程 ... 391 圖 5- 92 試體右側區域水平鋼筋 R#4H 應變計數據紀錄歷程 ... 391 圖 5- 93 試體左側區域水平鋼筋 L#5H 應變計數據紀錄歷程 ... 392 圖 5- 94 試體右側區域水平鋼筋 R#5H 應變計數據紀錄歷程 ... 392 圖 5- 95 試體左側區域水平鋼筋 L#6H 應變計數據紀錄歷程 ... 393 圖 5- 96 試體右側區域水平鋼筋 R#6H 應變計數據紀錄歷程 ... 393

圖 5- 97 試體左側區域水平鋼筋 L#7H 應變計數據紀錄歷程 ... 394 圖 5- 98 試體右側區域水平鋼筋 R#7H 應變計數據紀錄歷程 ... 394 圖 5- 99 試體左側區域水平鋼筋 L#8H 應變計數據紀錄歷程 ... 395 圖 5- 100 試體右側區域水平鋼筋 R#8H 應變計數據紀錄歷程 ... 395 圖 5- 101RC 牆面第一樓層之縱向鋼筋 LA#V 應變計數據紀錄歷程 ... 396 圖 5- 102RC 牆面第一樓層之縱向鋼筋 LB#V 應變計數據紀錄歷程 ... 396 圖 5- 103RC 牆面第一樓層之縱向鋼筋 LC#V 應變計數據紀錄歷程 ... 397 圖 5- 104RC 牆面第一樓層之縱向鋼筋 LC#V 應變計數據紀錄歷程 ... 397 圖 5- 105RC 牆面第一樓層之縱向鋼筋 LE#V 應變計數據紀錄歷程 ... 398 圖 5- 106RC 牆面第一樓層之縱向鋼筋 LE#V 應變計數據紀錄歷程 ... 398 圖 5- 107RC 牆面第一樓層之縱向鋼筋 RA#V 應變計數據紀錄歷程 ... 399 圖 5- 108RC 牆面第一樓層之縱向鋼筋 RA#V 應變計數據紀錄歷程 ... 399 圖 5- 109RC 牆面第一樓層之縱向鋼筋 RC#V 應變計數據紀錄歷程 ... 400 圖 5- 110RC 牆面第一樓層之縱向鋼筋 RD#V 應變計數據紀錄歷程 ... 400 圖 5- 111RC 牆面第一樓層之縱向鋼筋 RE#V 應變計數據紀錄歷程 ... 401 圖 5- 112RC 牆面第一樓層之縱向鋼筋 RF#V 應變計數據紀錄歷程... 401 圖 5- 113RC 牆面第二樓層之縱向鋼筋 LA#V 應變計數據紀錄歷程 ... 402 圖 5- 114RC 牆面第二樓層之縱向鋼筋 LB#V 應變計數據紀錄歷程 ... 402 圖 5- 115RC 牆面第二樓層之縱向鋼筋 LC#V 應變計數據紀錄歷程 ... 403 圖 5- 116RC 牆面第二樓層之縱向鋼筋 LD#V 應變計數據紀錄歷程 ... 403 圖 5- 117RC 牆面第二樓層之縱向鋼筋 LE#V 應變計數據紀錄歷程 ... 404 圖 5- 118RC 牆面第二樓層之縱向鋼筋 RA#V 應變計數據紀錄歷程 ... 404 圖 5- 119RC 牆面第二樓層之縱向鋼筋 RB#V 應變計數據紀錄歷程 ... 405 圖 5- 120RC 牆面第二樓層之縱向鋼筋 RC#V 應變計數據紀錄歷程 ... 405 圖 5- 121RC 牆面第二樓層之縱向鋼筋 RD#V 應變計數據紀錄歷程 ... 406 圖 5- 122RC 牆面第二樓層之縱向鋼筋 RE#V 應變計數據紀錄歷程 ... 406 圖 5- 123 試體之側向力與位移關係曲線圖... 407 圖 5- 124 試體個樓層之側向力與層間相對變位角關係曲線圖... 407 圖 5- 125 側向力-頂層位移理想化雙線性關係曲線 ... 408 圖 5- 126ETABS 試體模型建置 ... 409

XVII

圖 5- 127ETABS 試體模型受負拉力破壞模式 ... 410 圖 5- 128ETABS 試體模型受正推力破壞模式 ... 410 圖 5- 129 試體結構行為模擬之側向力與頂層位移關係曲線... 411

XIX

表次

表 1- 1 預定之研究進度... 5 表 2- 1 結構系統韌性容量R... 429 表 2- 2 屋面重量... 431 表 2- 3 天花板重量... 431 表 2- 4 地面板重量... 431 表 2- 5 牆壁重量... 431 表 2- 6 樓地板用途類別... 432 表 2- 7 建築物用途係數... 433 表 2- 8 工址位置... 433 表 2- 9 中央地質調查所調查第一類活動斷層性質表... 433 表 2- 10 臺北市及新北市之臺北盆地微分區劃分表... 435 表 2- 11 臺北盆地各微分區之工址短週期設計水平譜加速度係數S 、工址_DS 短週期最大考量水平譜加速度係數S_MS以及反應譜短週期與中週期分 界之轉角週期 ₀D T 與 ₀M T 。 ... 440 表 2- 12 臺北盆地之工址設計水平譜加速度係數S_aD ... 441 表 2- 13 臺北盆地工址最大考量水平譜加速度係數S_aM... 441 表 2- 14 震區短週期與一秒週期之設計水平譜加速度係數 D s S 與 ₁D S ，與震 區短週期與一秒週期之最大考量水平譜加速度係數 M s S 與 ₁M S ... 441 表 2- 15 短週期結構之工址放大係數F (線性內插求值) ... 450_a 表 2- 16 長週期結構之工址放大係數F (線性內插求值) ... 450_v 表 2- 17 近車籠埔斷層調整因子N 與_A N ... 451_V 表 2- 18 近獅潭與神卓山斷層調整因子N 與_A N ... 451_V 表 2- 19 近屯子腳斷層調整因子N 與_A N ... 451_V 表 2- 20 近梅山斷層調整因子N 與_A N ... 451_V 表 2- 21 近新化斷層調整因子N 與_A N ... 452_V 表 2- 22 近大尖山與觸口斷層調整因子N 與_A N ... 452_V

表 2- 23 近花東地區斷層(含米崙、玉里、池上與奇美斷層)調整因子N 與_A V N ... 452 表 2- 24 一般工址或近斷層區域之工址設計水平譜加速度係數S_aD ... 452 表 2- 25 一般工址或近斷層區域之工址最大水平譜加速度係數S_aM... 453 表 3- 1 結構模態參與質量比... 54 表 3- 2 地震力豎向分配結果... 58 表 3- 3 梁柱接頭之設計剪力強度上限規定... 66 表 3- 4



_c係數與牆之 w w h l 相互關係 ... 68 表 3- 5 層間相對側位移角檢核結果... 77 表 3- 6 建築物碰撞距離評估... 78 表 3- 7 軟層檢核結果... 81 表 3- 8 柱構件剪力需求(C 系列)及剪力強度(CC 系列) ... 83 表 3- 9 柱構件平均剪力需求及強度... 84 表 3- 10 柱構件總剪力需求及強度... 84 表 3- 11 立面 A 開口尺寸總攬 ... 85 表 3- 12 立面 A 開口牆體剪力強度折減係數 ... 85 表 3- 13 立面 E 開口牆體示意圖 ... 85 表 3- 14 立面 E 開口尺寸總攬 ... 86 表 3- 15 立面 E 開口牆體剪力強度折減係數 ... 86 表 3- 16 垂直街道方向(X 方向)牆體剪力強度 ... 86 表 3- 17 沿街道方向(Y 方向)牆體剪力強度 ... 87 表 3- 18 牆體剪力需求與剪力強度... 87 表 3- 19 設計案例垂直街道方向(X 方向)弱層檢核結果 ... 88 表 3- 20 設計案例沿街道方向(Y 方向)弱層檢核結果 ... 88 表 3- 21 牆體橫向鋼筋配置結果... 89 表 3- 22 垂直街道方向(X 方向)弱層分析結果 ... 89 表 3- 23 沿街道方向(Y 方向)弱層分析結果 ... 89 表 3- 24 質心與剛心位置... 92 表 3- 25 牆試體基本資料... 94

XXI 表 3- 26 牆試體試驗結果... 94 表 3- 27 牆體高寬比對應之折減係數... 97 表 3- 28 試體側推剪力強度與強度評估之比較... 113 表 3- 29 開口牆試體強度提升程度... 114 表 3- 30 偏心扭矩考量... 128 表 3- 31 弱層檢核... 129 表 3- 32 地震力豎向分配結果... 130 表 3- 33 質心與剛心位置... 130 表 3- 34 質心與剛心差異度... 130 表 3- 35 牆體水平鋼筋配置... 135 表 3- 36 層間相對側位移角檢核結果... 137 表 3- 37 建築物碰撞距離評估... 138 表 3- 38 軟層檢核結果... 141 表 3- 39 柱構件剪力需求(C 系列)及剪力強度(CC 系列) ... 144 表 3- 40 柱構件平均剪力需求及強度... 144 表 3- 41 柱構件總剪力需求及剪力強度容量... 145 表 3- 42 立面 A 開口尺寸 ... 146 表 3- 43 開口牆體剪力強度折減係數-立面 A ... 146 表 3- 44 開口牆體剪力強度折減係數-立面 E ... 147 表 3- 45 開口牆體剪力強度折減係數-立面 E ... 147 表 3- 46 垂直街道方向(X 方向)牆體剪力強度 ... 148 表 3- 47 沿街道方向(Y 方向)牆體剪力強度 ... 148 表 3- 48 牆體總剪力需求及剪力強度... 148 表 3- 49 設計案例垂直街道方向(X 方向)弱層檢核結果 ... 149 表 3- 50 設計案例沿街道方向(Y 方向)弱層檢核結果 ... 149 表 3- 51 偏心扭矩考量... 152 表 3- 52 弱層檢核... 152 表 3- 53 地震力豎向分配結果... 153 表 3- 54 質心與剛心位置... 153 表 3- 55 質心與剛心差異度... 153

表 3- 56 牆體水平鋼筋配置... 158 表 3- 57 層間相對側位移角檢核結果... 160 表 3- 58 建築物碰撞距離評估... 161 表 3- 59 軟層檢核結果... 164 表 3- 60 柱構件剪力需求(C 系列)及剪力強度(CC 系列) ... 166 表 3- 61 柱構件平均剪力需求及強度... 166 表 3- 62 柱構件總剪力需求及剪力強度容量... 167 表 3- 63 垂直街道方向(X 方向)牆體剪力強度 ... 167 表 3- 64 沿街道方向(Y 方向)牆體剪力強度 ... 168 表 3- 65 牆體總剪力需求及剪力強度... 168 表 3- 66 設計案例垂直街道方向(X 方向)弱層檢核結果 ... 169 表 3- 67 設計案例沿街道方向(Y 方向)弱層檢核結果 ... 169 表 3- 68 地震力豎向分配結果... 171 表 3- 69 質心與剛心位置... 171 表 3- 70 質心與剛心差異度... 172 表 3- 71 牆體水平鋼筋配置... 176 表 3- 72 層間相對側位移角檢核結果... 178 表 3- 73 建築物碰撞距離評估... 179 表 3- 74 軟層檢核結果... 182 表 3- 75 柱構件剪力需求(C 系列)及剪力強度(CC 系列) ... 184 表 3- 76 柱構件平均剪力需求及強度... 184 表 3- 77 柱構件總剪力需求及剪力強度容量... 185 表 3- 78 垂直街道方向(X 方向)牆體剪力強度 ... 185 表 3- 79 沿街道方向(Y 方向)牆體剪力強度 ... 185 表 3- 80 牆體總剪力需求及剪力強度... 186 表 3- 81 設計案例垂直街道方向(X 方向)弱層檢核結果 ... 186 表 3- 82 設計案例沿街道方向(Y 方向)弱層檢核結果 ... 186 表 3- 83 地震力豎向分配結果... 189 表 3- 84 質心與剛心位置... 190 表 3- 85 質心與剛心差異度... 190

XXIII 表 3- 86 弱層檢核柱構件縱向鋼筋需求... 194 表 3- 87 剪力牆體水平鋼筋配置... 195 表 3- 88 層間相對側位移角檢核結果... 197 表 3- 89 建築物碰撞距離評估... 198 表 3- 90 軟層檢核結果... 201 表 3- 91 柱構件剪力需求(C 系列)及剪力強度(CC 系列) ... 204 表 3- 92 柱構件平均剪力需求及強度... 204 表 3- 93 柱構件總剪力需求及剪力強度容量... 205 表 3- 94 垂直街道方向(X 方向)牆體剪力強度 ... 205 表 3- 95 沿街道方向(Y 方向)牆體剪力強度 ... 205 表 3- 96 牆體總剪力需求及剪力強度... 206 表 3- 97 設計案例垂直街道方向(X 方向)弱層檢核結果 ... 206 表 3- 98 設計案例沿街道方向(Y 方向)弱層檢核結果 ... 206 表 3- 99 地震力豎向分配結果... 208 表 3- 100 質心與剛心位置... 209 表 3- 101 質心與剛心差異度... 209 表 3- 102 柱構件弱層檢核需求縱向鋼筋量... 214 表 3- 103 層間相對側位移角檢核結果... 216 表 3- 104 建築物碰撞距離評估... 217 表 3- 105 軟層檢核結果... 221 表 3- 106 柱構件剪力需求(C 系列)及剪力強度(CC 系列) ... 222 表 3- 107 柱構件平均剪力需求及強度... 223 表 3- 108 柱構件總剪力需求及剪力強度... 223 表 3- 109 設計案例垂直街道方向(X 方向)弱層檢核結果 ... 223 表 3- 110 設計案例沿街道方向(Y 方向)弱層檢核結果 ... 224 表 3- 111 設計案例結構行為彙整 ... 225 表 3- 112 實務設計需求考量建議 ... 225 表 3- 113 各設計案例構件改善整理一覽表 ... 226 表 4- 1 梁之撓曲塑性鉸... 233 表 4- 2 梁撓曲塑鉸參數... 233

表 4- 3 梁之剪力塑性鉸... 234 表 4- 4 梁剪力塑鉸參數... 234 表 4- 5 柱撓曲非線性鉸參數... 238 表 4- 6 柱相對應之剪力塑性鉸參數... 239 表 4- 7 牆之相對應撓曲塑性鉸參數... 242 表 4- 8 牆之塑性鉸對應參數... 246 表 4- 9 自然發生之腐蝕鋼筋性質折減係數... 247 表 4- 10 建物之材料性質... 305 表 4- 11 建物之結構性值 ... 305 表 4- 12 鋼筋腐蝕程度數據... 309 表 4- 13 基底剪力分析結果及其差異性... 316 表 4- 14 屋頂側向位移容量分析結果及其差異性... 317 表 4- 15 建物樓層資料... 323 表 4- 16 阻尼係數... 325 表 4- 17 崩塌地表加速度(Collapse PGA)分析結果及其差異性 ... 329 表 5- 1 混凝土抗壓試驗試體數量... 331 表 5- 2 混凝土之淨保護層厚度... 331 表 5- 3 鋼筋設計抗拉強度... 332 表 5- 4 鋼筋拉伸試驗取樣數量... 332 表 5- 5 致動器基本資訊... 332 表 5- 6 螺桿之抗拉強度及摩擦係數... 334 表 5- 7 應變計數量... 336 表 5- 8 試體尺寸... 338 表 5- 9 試體各結構構件之尺寸... 338 表 5- 10 梁之縱向鋼筋量... 339 表 5- 11 柱之縱向所需鋼筋量 ... 340 表 5- 12 檢核梁 B1 之剪力強度 ... 340 表 5- 13 上梁 BT 剪力強度檢核 ... 340 表 5- 14 地梁 GF 剪力強度檢核 ... 340 表 5- 15 加載梁 HB 剪力強度檢核 ... 341

XXV 表 5- 16 柱之剪力強度檢核... 341 表 5- 17 梁柱彎矩比值之檢核... 341 表 5- 18 檢核側推分析正向推力第一樓層 W1 及第二樓層 W2 之剪力比值 ... 342 表 5- 19 檢核側推分析負向拉力第一樓層 W1 及第二樓層 W2 之剪力比值 ... 342 表 5- 20 檢核 RC 牆 W1 之摩擦剪力強度 ... 342 表 5- 21 基礎之最大受力強度... 342 表 5- 22 計算基礎在各受力情形下之剪力並檢核... 343 表 5- 23 基礎強度計算結果... 343 表 5- 24 螺桿強度計算結果... 344 表 5- 25 螺桿強度計算結果... 344 表 5- 26 混凝土圓柱試體抗壓試驗結果... 359 表 5- 27 鋼筋抗拉強度試驗結果... 360 表 5- 28 油壓致動器資本資料彙整表... 361 表 5- 29 試體破壞各點性質... 408

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摘要

關鍵詞：鋼筋混凝土結構、沿街店鋪住宅、耐震設計、鋼筋腐蝕、設 計手冊 一、研究緣起 目前工程界進行沿街店鋪住宅耐震設計時，由於對開口牆體行為之不 瞭解，工程師常逕自忽略開口牆體之貢獻，造成低估結構勁度與等效地震 力，且無法正確預測結構系統之破壞模式，造成 921 大地震常見的軟弱層 破壞模式，因此亟需對沿街店鋪住宅進行耐震設計技術之研究。 另一方面，鋼筋混凝土造建築同樣須面臨常見之建材歷久變質問題， 對於 RC 建築而言，其最主要威脅因素為鋼筋腐蝕。在過去幾十年裡，許 多專業研究人員投入大量心力鑽研鋼筋腐蝕對 RC 構件之影響；一般而 言，鋼筋腐蝕造成之損壞進而影響 RC 構件強度、勁度及韌性，然而沿街 店鋪式 RC 建築在地震力作用下，鋼筋腐蝕對房屋造成之行為影響至今仍 未有完善之研究成果。 本研究之目的在於發展沿街店鋪住宅結構系統耐震設計技術手冊與 耐震評估方法。研究團隊計畫深入了解工程實務案例設計流程，及研讀適 用之建築結構設計相關規範，據此建構含開口牆體分析流程，適當考量開 口牆體對結構物受地震力時之勁度與強度與之貢獻；同時針對使用者不同 之使用需求，研提相對應之房屋耐震性能改善方針，及將鋼筋腐蝕效應對 房屋造成之耐震行為影響考量進耐震評估內。並進一步設計以反覆載重試 驗一座跨兩層樓之開口牆試體，以驗證所模擬之開口牆結構行為，最終提 出耐震設計技術手冊供業界建築師、土木及結構技師於建築結構耐震設計 階段時參考使用。

二、研究方法及過程 本計畫之研究工作包括建立沿街店鋪住宅結構系統耐震設計技術手 冊、了解工程實務街屋設計流程、房屋耐震性能改善方針、試體設計及製 作(多牆構架)、試體反覆載重試驗、材料機械性質試驗、實驗數據整理與 分析、考量鋼筋腐蝕效應之耐震評估方法建置，以及報告與期刊論文撰寫 等步驟。採用的研究方法敘述如下： 本計畫之研究資料包括: (1)建立沿街店鋪住宅結構系統耐震設計技術 手冊(2)了解工程實務案例設計流程；(3)專家座談會；(4)結構系統改善設 計方法之模擬；(5)大尺寸牆試體模擬反覆載重試驗；(6)鋼筋及混凝土基本 材料試驗；(7)考量鋼筋腐蝕效應之耐震評估程式。 廣泛蒐集及研讀與本計劃相關的設計方法、規章條文、工程實務案例 設計流程、102 年建研所委託案「低矮鋼筋混凝土街屋典型開口外牆耐震 性行為研究」[1]研究成果、103 年建研所委託案「低矮鋼筋混凝土沿街店 鋪住宅典型開口外牆耐震性能提升之實驗研究」[2]研究成果及工程實務沿 街店鋪住宅設計流程、圖說，設計圖說為針對台灣傳統典型沿街店鋪式住 宅的結構平面圖、立面圖以及鋼筋配置圖等相關資料；作為耐震設計技術 手冊、試體設計、試驗規劃、分析模型建置、耐震評估方法建立之參考。 並針對專家座談會業界與學術界各專家之意見，結合實務上使用者、 建築設計空間考量及結構工程設計者角度，建置更加完善之耐震設計技術 手冊。 三、目前研究發現 經深入了解工程實務設計案例之耐震設計流程，本研究發現工程師一 般忽略開口牆體對結構行為之貢獻，使得無法正確預測結構系統之破壞模 式。本研究已研擬沿街店鋪式住宅結構系統耐震設計技術手冊，提出沿街

XXIX 店鋪式住宅耐震設計方法，其中包含開口牆體強度之計算方法，並提供五 種解決一樓弱層之設計方案（方案一：設置屋後外牆及增加騎樓外柱尺 寸；方案二：設置屋前與屋後外牆；方案三：於沿街方向配置梯間牆；方 案四：增加一樓柱尺寸；方案五：配置槽縫牆）以為實務設計所用。此五 種設計案例皆能有效解決房屋一樓弱層問題，提升沿街店鋪式住宅耐震性 能。方案一有顯著扭矩效應，但設計結果仍安全；方案四（增加一樓柱尺 寸）存有一樓弱層問題，惟設計結果仍安全且現行規範無相關檢查規定。 本研究已提出能考量鋼筋腐蝕與牆體開口效應之耐震評估程式，該程 式基於文獻中先進之軸力、剪力與彎矩互制行為模型，加入腐蝕鋼筋、混 凝土與握裹材料組成率，以及考慮牆體開口之方法。透過案例分析，說明 鋼筋腐蝕對沿街店鋪式住宅耐震能力之影響，分析結果顯示某位於台中市 之沿街店鋪式住宅，鋼筋腐蝕造成結構物崩塌地表加速度值每十年下降 1.14%-2.14%。 本研究已完成測試一座多牆構架系統(兩跨兩層樓開口牆試體)，該系 統代表典型沿街店鋪式住宅屋後一二樓外牆構架設計，試驗結果顯示典型 一樓弱層破壞現象，驗證 921 大地震所觀察之沿街店鋪式住宅破壞行為。 後續仍須進行之研究包括對實驗數據進行更進一步的分析（牆體變形場、 鋼筋應變量等），以及實驗與本研究所發展之耐震評估程式預測之比對等。

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Abstract

Keyword：Reinforced concrete structures, street houses, seismic design, steel reinforcement corrosion, design manual.

In the current practice of seismic design of reinforced concrete street houses, engineers usually ignore the constribution of walls with opening because of the incapability of simulating the behavior of walls with opening. This could underestimate the stiffness and equivalent earthquake forces of the houses and leads to incorrect prediction of the structural failure mode. This is the main reason for the many weak story failure cases of street houses in the 1999 Chi-Chi earthquake. Another problem of currnet engineering practice related to street houses is the inability to consider the effect of steel reinforcement corrosion in the seismic evaluation procress. This could lead to unconversative seismic evalution of exisiting street houses.

The objectives of the research are to develop seismic design manual and seismic evlaution program for reinforced concrete street houses. Practical design process of street houses and related structural design codes are studied. Then, the analysis method of structural behavior considering the structural contribution of walls with opening and the effect of steel reinforcement corrosion are constructed. A program implenmenting the method is established. A two-bay two-story wall frame specimen with opening in walls is constructed and tested under cyclic loading to investigate their seismic behavior. Test results are used to verify the structural behavior of walls with opening. Finally, a seismic design manual capable of considering walls with opening is developed for architects, civil and structural engineers for use in practical design of reinforced concrete street houses

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第一章 緒論

第一節 研究緣起與背景

一、研究緣起 沿街店鋪住宅沿街方向牆體，由於開門開窗的需求，一般都有開口。工程 實務上在進行沿街店鋪住宅耐震設計時，由於對開口牆體結構行為之不瞭解， 常逕自忽略開口牆體對結構勁度與強度之貢獻，造成低估結構勁度與等效地震 力，且無法準確掌握結構系統之破壞模式，例如無法正確評估一樓產生軟弱層 行為的可能性，這即是造成 921 大地震中，許多沿街店鋪住宅在一樓沿街方向 產生軟弱層倒塌之主因。根據營建署營建資訊統計資料，此種建築過去五年平 均每年興建達約 38,000 棟，總樓地板面積為 14,000,000 平方公尺，工程造價 約為 780 億，顯見目前仍大量建造此種建築，而前述現象仍普遍存在於新建店 鋪住宅的設計中，危急人民生命財產的安全，因此亟需對沿街店鋪住宅之結構 系統，進行耐震設計技術之相關研究。 低矮型沿街店鋪式住宅為台灣常見之住宅形式，尤其經時間的流逝，這種 住宅型式皆會面臨同樣的鋼筋腐蝕問題。實務上工程師意識到在評估房屋受腐 蝕鋼筋影響下之行為機制時，尚需花費大量時間，因此在考量鋼筋腐蝕影響下 之耐震評估程序仍未完善。 二、研究背景 建研所民國 102 年委託研究案「低矮鋼筋混凝土街屋具典型開口外牆之耐 震行為研究」[1]針對沿街店鋪住宅屋後外牆開口形式、大小、位置對於牆體 耐震行為之影響進行探討，並提出分析與設計建議。該研究同時指出，由於技

師或建築師不瞭解開口牆體之強度計算方法，因此一般將其視為非結構構材， 惟 102 年度實尺寸開口牆體反覆載重試驗結果顯示如圖 1- 1，開口牆體仍具有 顯著側向強度，忽略而不計算其強度，將導致無法適當分配各樓層側向強度， 易造成不預期之破壞機制。前述實驗結果亦顯示，一樓屋後外牆之耐震行為呈 現脆性、消能不良之特徵。因此建研所民國 103 年委託研究案「低矮鋼筋混凝 土沿街店鋪住宅典型開口外牆耐震性能提昇之實驗研究」[2]研擬開口外牆耐 震性能提升方法，提升策略包括開口旁邊界構材，牆體圍束鋼筋，以及對角向 鋼筋。試驗結果顯示性能提升後之開口牆體具有相當優良之韌性與消能行為圖 1- 2，相較於採傳統配筋之試體，依極限位移比所得之位移容量提升如下: 極 限位移提升 150%，消能能力提升 317%，本研究將此兩研究案研提之結果及 參考文獻建議設計方法，列為耐震設計技術手冊之設計考量，將如後詳述。 (a) -160 -120 -80 -40 0 40 80 120 160 L a te ra l F o rc e ( tf ) -163 -98 -33 33 98 163 Displacement (mm) -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 Drift (%) Specimen W4 Test Result (b) 圖 1- 1102 年度實尺寸開口牆體(符合目前設計特徵)：(a) 設體設計；(b) 反覆載重試驗結果 資料來源:參考書目[1]

3 (a) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 L a te ra l F o rc e ( tf ) -163 -98 -33 33 98 163 Displacement (mm) -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 Drift (%) Specimen 6 Test Result (b) 圖 1- 2. 103 年度實尺寸開口牆體性能提升設計：(a)設體設計；(b) 反覆載重試驗結果 資料來源:參考書目[2] 又 RC 建築常面臨鋼筋腐蝕問題，鋼筋腐蝕區域包含主筋及箍筋。一般而 言，RC 建築損壞形式為裂縫之產生，進而造成混凝土保護層剝落、斷面鋼筋 面積減少、鋼筋強度及變形能力之衰減及鋼筋混凝土材料介面互鎖能力下降等 影響[3]。目前工程界常用的耐震評估程式無法考慮前述效應，且無法考慮開 口對牆體耐震行為之影響。為使耐震評估更臻準確，工程界急需能考量前述兩 效應之耐震評估程式。

第二節 研究目的

由於低矮鋼筋混凝土沿街店鋪住宅為台灣相當普遍的結構形式，然而 921 大地震的經驗顯示，此種結構物於沿街道方向常產生嚴重的損壞，研究團隊計 畫深入了解沿街店鋪住宅設計流程實務案例，充分掌握沿街店鋪住宅設計之各 環節，其中將特別著重於開口牆在結構分析模擬之機制與強度之計算方法，同 時藉由兩跨兩層樓之大尺寸開口牆試體試驗，驗證所採行之開口牆體結構分析 與強度計算方法之正確性。並根據 102 年「低矮鋼筋混凝土街屋具典型開口外 牆之耐震行為研究」[1]所研提之最佳化開口配置，及 103 年「低矮鋼筋混凝 土街屋一樓開口外牆耐震性能提升之實驗研究」[2]研提之開口牆體耐震性能 提升之方法等研究成果，提出適用沿街店鋪住宅之耐震設計技術手冊。 低矮型沿街店鋪式住宅為台灣常見之住宅形式，尤其經時間的流逝，這種 住宅型式皆會面臨同樣的鋼筋腐蝕問題，過去傳統常用的耐震評估方法與程式 無法考量鋼筋腐蝕之效應，且無法考慮開口對牆體強度與勁度之影響，導致耐 震評估結果之不準確，危及人民生命財產之安全。因此本研究計畫提出 RC 沿 街店鋪式住宅考量鋼筋腐蝕效應與牆體開口效應之耐震評估程式，以供工程師 耐震評估時使用。該程式透過塑性鉸轉換程序，將能大幅縮減設定結構分析軟 體 Etabs 塑性鉸的時間，以利工程師進一步進行其側推分析程序，並且減少計 算構件斷面容量曲線時人為錯誤發生之可能性。

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第三節 研究方法及進度說明

本計畫之研究方法包括:(1)耐震設計技術手冊之建立；(2)了解工程實務沿 街店鋪住宅設計流程及規範條文適用性評估；(3)試體設計與製作(兩跨兩層樓 試體)；(4)材料(鋼筋混凝土)基本性質試驗；(5)試體反覆載重試驗；(6)舉辦專 家座談會，邀請業界與學術界專家參與討論，檢視所研擬機制的可行性及周延 性；(7)結構系統軟弱層改善之設計案例模擬；(8)實驗數據整理及分析；(9)考 量鋼筋腐蝕與牆體開口效應之耐震評估程式，所採方法與進度說明敘述如後。 表 1- 1 預定之研究進度 月次 工作項目 第 1 月 第 2 月 第 3 月 第 4 月 第 5 月 第 6 月 第 7 月 第 8 月 第 9 月 第 10 月 第 11 月 第 12 月 備 註 資料蒐集 實務店鋪住 宅設計流程 耐震設計技 術手冊 試體設計與 製作 期中報告 養護及測試 結構系統改 善設計案例 數據分析 耐震評估程 式 期末報告 成果報告 預 定 進 度 ( 累 積 數 ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 95 100 資料來源:本研究繪製

耐震設計技術手冊之建立 了解工程實際 案例設計流程 應用建築房屋 設計相關規範 結構分析模 型建置 開口牆體結構 分析之忽略 改善房屋軟弱層問題之設計 案例模型建置 試體設計與製作(兩跨 兩層樓開口牆試體) 試體反覆載重試驗 試體模擬與試驗結果 數據分析、 驗證 專家座談會 建築房屋設計流程改善 規範條文與現行慣例之檢討 沿街店鋪住宅結構系統耐震設計技術手冊 沿街店鋪式住宅耐震評估程式 圖 1- 3 研究流程圖 資料來源:本研究繪製

7 一、耐震設計技術手冊之建立 廣泛蒐集整理與本計畫相關文獻，計畫深入了解工程實務沿街店鋪住宅案 例設計流程，包括規範條文之設計依據、結構分析軟體之建置及設計圖說之參 考，作為手冊擬定、試體設計、試驗規劃、分析模型建置、耐震評估方法建立 之參考。 進度說明 已深入探討沿街店鋪住宅案例設計流程，透過親訪業界結構技師事務所， 瞭解設計流程各環節，包括房屋結構設計相關規範條文之應用、結構分析軟體 Etabs 建築結構模型建置、結構模型考量力量。據此實際沿街店鋪住宅案例， 針對既有之設計流程進一步改善。研究發現實務上進行結構分析軟體建置模型 時僅考量垂直街道向之牆體，並未考量住宅前後開口外牆；本研究團隊已初步 發展完善之耐震設計技術手冊，將開口牆體納入分析考量，同時將先前研究團 隊提出之開口牆之最佳化配置、強度不足、韌性不佳以及消散能力差等幾種缺 陷改善之方法及一些參考文獻提出之房屋耐震性能提升方法，加入耐震設計技 術手冊內，以供業界及學術界做為參考；目前研擬之技術手冊將於後章節中詳 述。 二、試體設計與製作 本研究預計測試一座多牆構架試體(兩跨兩層樓開口牆試體)，以驗證在工 程實務上結構系統之改善方案。多牆構架試體主要用於了解多跨多樓含開口外 牆結構之耐震行為，並據此驗證研提之耐震評估方法。 多牆構架試體於製作完成後進行側向反覆載重試驗。側向反覆載重將採位 移控制，預計施加的位移比為 0.25%、0.375%、0.5%、0.75%、1%、1.5%、2%、 3%、4%、5%、6%、7%、8%，每個位移比重複加載三次。測試觀察重點包括 初始勁度、降伏位移與側力、最大載重、極限位移與側力、消能、韌性、破壞

模式等。 進度說明 試體設計依據國內鋼筋混凝土規範，試體規劃則依據內政部建築研究所材 料試驗中心實驗場之規劃，現已完成牆試體反覆載重試驗與初步試驗結果分 析，目前進行更深入之實驗結果探討與分析比對中。 三、材料基本性質試驗 材料試驗在於求取材料之強度，材料包括(1)鋼筋(2)混凝土。鋼筋試驗在 求取抗拉強度，混凝土試驗在求取抗壓強度。 進度說明 目前已完成鋼筋取樣抗拉伸試驗及混凝土圓柱試體抗壓試驗，試驗結果將 如第五章所示。 四、舉辦專家座談會 本研究案規劃一次專家座談會，邀請業界、學術各界參與討論，針對耐震 設計技術手冊研究檢視所研擬之研究計畫的可行性及周延性，廣泛接納業界與 學界專家之意見。 進度說明 專家座談會已於 104 年 5 月 29 日舉行完畢，簡要說明、會議記錄及簽到 表則收錄於附錄。 五、改善一樓軟弱層之設計方法，與相對應之案例模型建置與分析 實務上設計沿街店鋪式住宅時，因於設計流程中忽略考量沿街向開口牆體 之耐震行為貢獻，常發生一樓軟弱層問題；並參考研究相關文獻，計畫研提出 五種可行之改善設計方法，同時建置相對應之模型案例進行計算分析，驗證改 善設計方案之可行性。

9 進度 目前已完成改善一樓軟弱層問題之各改善方案的計算與分析，計算過程及 分析後之結構行為與檢核，如第三章所示。 六、考量鋼筋腐蝕與牆體開口效應之耐震評估程式 本研究計畫提出 RC 沿街店鋪式住宅考量鋼筋腐蝕效應之耐震評估方法與 程式，以供工程師進行耐震評估時方便使用。 進度說明 本研究已成功開發出能考慮鋼筋腐蝕效應與牆體開口效應之塑性鉸轉換 程序，能大幅縮減設定結構分析軟體 Etabs 塑性鉸的時間，以利工程師進一步 進行其側推分析程序，並且減少計算構件斷面容量曲線時人為錯誤發生之可能 性，於本期末報告第四章中詳述。 七、報告及期刊論文之撰寫 本研究包含兩次報告之撰寫，第一次為期中報告，在執行本研究的第五個 月說明本案之執行進度，第二次為期末報告，在執行本研究的第 11 個月時完 成本案之研究報告。 進度說明 已完成期中、期末報告，本報告即為成果報告，已針對試驗數據與改善設 計方案進行更加深入與詳細之說明。

第二章沿街店鋪住宅結構系統耐震設計技術手冊

第一節 地質調查報告

根據建築構造編第二章基礎構造[5]所規定，建築基地應依據建築物之規 劃及設計辦理地基調查，地基調查其目的在於旨在取得與建築物基礎設計、施 工以及使用期間相關之資料，地基調查方式包括資料蒐集、現地踏勘或地下探 勘等方式，其地下探勘方法包含鑽孔、圓錐貫入孔、探查坑及基礎構造設計規 範所規定之方法。 一、鑽探孔數及分佈位置 調查範圍至少應涵蓋建築物基地之面積，及其四周可能影響本基地工程安 全性之範圍；若以鄰產保護為目的而作之調查，其調查範圍應及於施工影響所 及之範圍。 調 查 點 數 主 要 指 鑽 孔 數 ， 在 沖 積 層 土 壤 ， 可 用 圓 錐 貫 入 試 驗 (Cone Penetration Test)取代部份鑽孔；在卵石礫地層則可以用挖掘試坑法代替部份鑽 孔。對於任一工程而言，所須調查點數完全視工程性質及對地層條件之掌握程 度而定，設計者應依設計需求作適當之規劃。基本上，每個基地至少須有三個 以上之調查點，方能勾勒出地層在空間的概略變化，但考慮部份面積很小之基 地，基於經濟考量乃規定最少須二點，惟對於土層變異性較大之地區，仍應適 當增加調查點數，以確實掌握地盤條件。 二、鑽孔深度 對於建築物基地之調查深度，原則上至少應達到可據以確認基礎設計與施 工安全所需要之深度，須視建築物結構型式及基地之地層條件而定。

1. 各式淺基礎在載重作用下，地中垂直應力增量隨深度之分佈，對於正方形獨 立基腳，深度達二倍基腳寬度以上時，其垂直應力增量小於 10%之基礎載 重，所產生之沉陷量甚小，通常不是調查的重點，基此，對於淺基礎，一般 規定其調查深度應達基腳寬度之四倍以上﹔對於相鄰之基腳群及連續基 腳，因應力影響圈重疊之故，調查深度應遠較獨立基腳之規定為深。若在二 倍基腳寬度之深度內有明顯堅硬之承載層，則調查深度達可確認之承載層深 度即可。 2. 對於樁基礎，若工址地質有土讓液化之虞，才考慮使用樁基礎。基樁端點承 載力之影響範圍通常在樁底以下 4 倍直徑範圍內，為能詳實計算樁之點支承 力，故調查深度一般定為樁基礎底面以下至少 4 倍樁直徑之深度，或達可確 認之承載層深度為止。 4. 一般實務上在設計沿街店鋪式住宅基礎時，常見為連續基礎及筏式基礎。對 於浮筏基礎或其他各類基礎，若其基礎下方遭遇非常容易發生壓密沉陷之軟 地層時，調查深度應達低壓縮性之堅實地層，或因建築物載重所產生之垂直 應力增量少於百分之十之地層有效覆土應力值之深度範圍，以有效減少建築 物之沉陷量。 三、取樣及試驗 建築物基地之調查與試驗方法應依規劃、設計及施工之需求而定，原則上 應根據國家標準之規定辦理。國家標準尚無規定者，得依據符合調查目的之相 關規範實施，亦可參考內政部建築研究所之「工址地盤調查準則」辦理。 四、調查報告 地基調查報告所應該涵蓋之內容，除了忠實地記錄現場調查及室內試驗之 結果外，尚應針對工程目的，檢討與工程設計、施工及建築物長期利用相關之 大地工程課題。對於一些重要或尚未澄清之問題，均須加以特別說明，供工程

規劃、設計及施工人員參考，例如調查密度或試驗數量是否充足，調查結果是 否有不合理之部份，是否位於土石流危險地區，以及調查方法的限制性等，都 須要在報告中作必要之說明。

第二節 設計基本資料

一、設計方法 依內政部營建署頒佈之建築技術規則[6]，第六章混凝土構造第五節強度 設計法所示；為使結構混凝土之構材在規則(結構混凝土構件之設計強度應考 慮強度折減)裡所規定之設計強度下足以承受加諸於該構材依規則(結構混凝 土之設計載重應考慮載重因素及載重組合)所規定之設計載重，本手冊之案例 設計方法為強度設計法。 二、分析方法 手冊以台灣五層樓以下低樓層建築物最常設計的沿街店鋪住宅式住宅為 主要探討對象。故根據耐震設計規範[7]第二章 2.1 節適用範圍所述，建築物之 抵抗側力結構系統所列舉者如附錄表 2- 1 所示，其高度小於 50 公尺且未達 15 層，且需為規則性建築物或不需進行動力分析之不規則性建築物者，適用靜力 分析方法計算之，地震力可假設單獨分別作用在建築物兩主軸方向上。 三、結構材料規格: 結構構造:鋼筋混凝土造 材料強度:鋼筋、混凝土之材料強度 建物概述:建築物之長、寬、高

第三節 荷重計算

一、靜載重 工程實務上結構分析時，主構件之梁、柱、樓板自重，均由結構分析軟體 程式自動計算。另外常見非結構性之鋼筋混凝土牆或磚牆之重量需額外計算輸 入版荷重上。一般而言，依實際經驗所得，結構分析軟體通常在定義靜載重時 額外輸入靜載重 250 公斤/平方公尺。 根據建築構造編[6]第一章第三節載重規則所訂，靜載重為建築物本身各 部分之重量及固定於建築物構造上各物之重量，如牆壁、隔牆、梁柱、樓板及 屋頂等。建築物構造之靜載重，應予按實核計。建築應用各種材料之單位體積 重量，應不小於各表所列，不在表列之重量，應按實計算重量。 材料重量: 應用鋼筋混凝土材料之單位體積重量不得小於 2400 公斤/立方公尺。 1. 屋面重量，應按實計算，不得小於如附錄表所列；不在表列之屋面應按實 計算重量；如附錄表 2- 2 所示。 2. 天花板重量，應按實計算，不得小於如附錄表所列；不在表列之天花版應 按實計算重量；如附錄表 2- 3 所示。 3. 地面版重量，地面版分實鋪地版及空鋪地版兩種，其重量應按實計算，不 在附錄表列之地版面應按實計算重量；如附錄表 2- 4 所示。 4. 牆壁重量，按牆壁本身及牆面粉刷與貼面，分別按實計算，不得小於如附 錄所列；不在表列之牆壁亦應按實計算重量；如附錄表 2- 5 所示。

二、活載重 根據建築構造編[6]第一章第三節載重規則所訂，垂直載重中不屬於靜載 重者，均為活載重，活載重包括建築物室內人員、家具、設備、儲藏用品、活 動隔間等。沿街店鋪式建築其樓地板用途類別常為住宅，故其最低活載重，計 算時不得小於 200 公斤/平方公尺；依建構造編第三節第 17 條：建築物構造之 活載重，因樓地板之用途而不同，不得小於附錄表 2- 6 所列。 三、 地震力計算 低矮鋼筋混凝土沿街店鋪式住宅為國內相當普遍之建築形式，此種建築沿 街道方向之牆體由於通道、採光、通風等需求，常存在相當面積之開口，導致 牆體與相連梁柱構架之耐震行為異於典型含牆構架。故實務上設計沿街店鋪住 宅結構所受地震力時，垂直及沿街道此兩方向之設計力量分別計算。 計算過程： 1. 建築物之基本振動週期T，單位為秒: 由耐震設計規範[7]第二章 2.6 節所示，可依下列經驗公式計算之，或是經 由結構分析軟體計算輸出建築物之基本震動週期。 具剛性非結構牆、剪力牆、或斜撐構材之建築物。如實務上一般沿街店鋪 式住宅，其垂直街道向常具有隔戶牆，此方向其結構物耐震能力較沿街屋方向 高，故其週期採用以下經驗公式計算。 3 4 0.05 _n T  h (2.1) 不具有剛性非結構牆、剪力牆或斜撐構材之鋼筋混凝土鋼構架構造物。實 務上一般沿街店鋪式住宅，此種建築沿街道方向之牆體由於通道、採光、通方 等需求，常存在相當面積之開口，削弱牆體耐震能力。故其週期採用以下經驗 公式計算。

3 4 0.07 _n T  h (2.2) 2. 決定用途係數 I 由耐震設計規範[7]第二章 2.8 節所示，實務上一般沿街式店鋪住宅其用 途係數I值常取用 1.0，其他類建築其用途係數如附錄表 2- 7 所規定。 3. 求工址短週期與一秒週期水平譜加速度係數 判斷工址位置隸屬於附錄表 2- 8 哪種分類地區，確定後依耐震設計規範[7] 第二章 2.4 節、2.5 節、2.6 節、2.7 節分別求得工址短週期與一秒週期水平譜 加速度係數，如下列所示。 3.1 臺北市及新北市之工址設計與最大考量水平譜加速度係數S 、_aD S_aM: 3.1.1 臺北盆地微分區: 臺北盆地微分區範圍訂定為淡水河水系內海拔 20 公尺以下區域，並劃分 為臺北一區、臺北二區及臺北三區，依耐震設計規範表 2-6(a)，詳見附錄表 2- 10 所示。 3.1.2 臺北盆地範圍之各微分區之工址短週期設計水平譜加速度係數S_DS、工 址短週期最大考量水平譜加速度係數S_MS以及反應譜短週期與中週期分界之 轉換週期 ₀D T 及 ₀M T 依耐震設計規範表 2-6(c)，如附錄表 2- 11 所示。 3.1.3 求得臺北盆地之工址設計水平譜加速度係數SaD及工址最大考量水平譜 加速度係數S ，依耐震設計規範[5]表 2-7(a)、2-7(b)，如附錄表 2- 12、表 2- 13_aM 所示。 3.2 近斷層區域之工址設計與最大考量水平譜加速度係數S 、_aD S_aM: 近斷層區域工址之設計水平譜加速度係數S ，隨建築物基本振動週期_aD T 與工址短週期與一秒週期之設計水平譜加速度係數S_DS與S 而改變；工址最_D1 大考量水平譜加速度係數S_aM，隨建築物基本振動週期T與工址短週期與一秒

週期最大考量水平譜加速度係數S_MS及S 而改變，分別如下式所計算。 _D1 工址短週期及一秒週期水平譜加速度係數S_DS與S : _D1 D DS a s A S F S N 1 1 D D v V S F S N 1.0 V A N、N  (2.3) (2.4) 工址短週期及一秒週期最大考量水平譜加速度係數S_MS及S_M1: M MS a s A S F S N 1 1 M M v V S F S N 1.0 V A N、N  (2.5) (2.6) 3.2.1 短週期及一秒週期之設計水平譜加速度S_sD、 ₁D S ，及震區短週期及一秒 週期之最大考量水平譜加速度 M s S 、S₁M，由耐震設計規範[7]表 2-1，如附錄 表 2- 14 所示，依工址地區查表求得。 3.2.2 N 、_A N 為近斷層區域之反應譜等加速度段與等速度段之近斷層調整因_V 子，依耐震設計規範[7]表 2-4-1 至表 2-4-7，詳見附錄表 2- 17 至表 2- 23 所示， 查表求得。 3.2.3 F F、 分別為反應譜等加速度段與等速度段之工址放大係數，再依據_{a v} (S N_sD _A、S N_s1 _V)所得之值分別查表求得F 、_A F 分別由耐震設計規範表 2-2(a)_V 與表 2-2(b)查表求得，如附錄表 2- 15、表 2- 16 所示。 工址設計水平譜加速度係數S 與最大考量水平譜加速度係數_aD S_aM分別依 耐震設計規範[7]表 2-5(a)與表 2-5(b)，如附錄表 2- 24、表 2- 25 所示。附錄表 中之短週期與中、長週期的分界 ₀D T 與 0 M T 分別滿足以下兩式: 1 0 D D DS S T S  _(2.7) 1 0 M M MS S T S  _(2.8) 3.3 一般工址之設計與最大考量水平譜加速度係數S_aD、S_aM：