摘要

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摘要

近幾年來國內輕質隔間系統越來越普遍，已有部份業著採用輕質隔間牆，但由於輕質隔間牆其成本高於傳統紅磚牆，所以大多還是以傳統磚牆為主。

本論文主要研究是以現有的鋼筋混凝土住宅之建築結構物，將傳統磚牆改成三種不同單位牆重0.06 t m²、0.18 t m²和0.35 t m²之輕質隔間牆，以及四種不同樓層數 4~5 樓、9~10 樓、15 樓和 25 樓之案例，藉由結構分析程式ETABS 來進行模擬，DRAWRC 接續繪圖程

式和 ESTRC 接續估算程式來計算梁柱的總鋼筋量，來探討所減少的

整體成本是否可抵消輕質隔間牆高於傳統磚牆的差價，以供業者做為參考。

從研究結果發現，隨著樓層數的增加，輕質隔間牆對於梁柱鋼筋量的影響也就越顯著。4~5 樓層中，最多節省將近 5%的鋼筋量。9~10 樓層中，最高的節省百分比約在4%~8%之間。15 樓層中，最多節省百分比約在 10%~15%之間。25 樓層中，節省量最多也可以超過 20%。

根據本研究，使用輕質隔間牆在高層鋼筋混凝土建築物，對於結構耐震行為及鋼筋材料的節省確實有不錯的效果。

關鍵字：梁柱鋼筋量，牆，地震力，ETABS

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表目錄

表 2.1 各隔間系統之單位重...7

表 4.1 原始牆重與三種不同牆重估算後的樑柱總鋼筋量...26

表 4.2 原始牆重與三種不同牆重梁柱總鋼筋量所節省的百分比...27

表 4.3 4~5 樓案例一梁柱鋼筋量的節省百分比...28

表 4.4 4~5 樓案例二梁柱鋼筋量的節省百分比...29

表 4.5 4~5 樓案例三梁柱鋼筋量的節省百分比...30

表 4.6 4~5 樓案例四梁柱鋼筋量的節省百分比...31

表 4.7 4~5 樓案例五梁柱鋼筋量的節省百分比...32

表 4.8 4~5 樓案例六梁柱鋼筋量的節省百分比...33

表 4.9 4~5 樓案例七梁柱鋼筋量的節省百分比...34

表 4.10 4~5 樓案例八梁柱鋼筋量的節省百分比...35

表 4.11 4~5 樓案例九梁柱鋼筋量的節省百分比...36

表 4.12 4~5 樓案例十梁柱鋼筋量的節省百分比...37

表 4.13 4~5 樓案例十一梁柱鋼筋量的節省百分比 ...38

表 4.14 9~10 樓案例一梁柱鋼筋量的節省百分比...39

表 4.15 9~10 樓案例二梁柱鋼筋量的節省百分比...40

表 4.16 9~10 樓案例三梁柱鋼筋量的節省百分比...41

表 4.17 9~10 樓案例四梁柱鋼筋量的節省百分比...42

表 4.18 9~10 樓案例五梁柱鋼筋量的節省百分比...43

表 4.19 9~10 樓案例六梁柱鋼筋量的節省百分比...44

表 4.20 9~10 樓案例七梁柱鋼筋量的節省百分比...45

表 4.21 15 樓案例一梁柱鋼筋量的節省百分比...47

表 4.22 15 樓案例二梁柱鋼筋量的節省百分比...48

表 4.23 15 樓案例三梁柱鋼筋量的節省百分比...49

(11)

表 4.25 15 樓案例五梁柱鋼筋量的節省百分比...51

表 4.26 15 樓案例六梁柱鋼筋量的節省百分比...52

表 4.27 15 樓案例七梁柱鋼筋量的節省百分比...53

表 4.28 15 樓案例八梁柱鋼筋量的節省百分比...54

表 4.29 25 樓案例一梁柱鋼筋量的節省百分比...56

表 4.30 25 樓案例二梁柱鋼筋量的節省百分比...57

表 4.31 25 樓案例三梁柱鋼筋量的節省百分比...58

表 4.32 25 樓案例四梁柱鋼筋量的節省百分比...59

表 4.33 25 樓案例五梁柱鋼筋量的節省百分比...60

表 4.34 25 樓案例六梁柱鋼筋量的節省百分比...61

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圖目錄

圖 4.1 結構平面標準圖...18

圖 4.2 建築平面標準圖...19

圖 4.3 4~5 樓層降鋼筋號之單位面積牆重與節省百分比趨勢線...38

圖 4.4 9~10 樓層原鋼筋號之單位面積牆重與節省百分比趨勢線...46

圖 4.5 9~10 樓層降鋼筋號之單位面積牆重與節省百分比趨勢線...46

圖 4.6 15 樓層原鋼筋號之單位面積牆重與節省百分比趨勢線...55

圖 4.7 15 樓層降鋼筋號之單位面積牆重與節省百分比趨勢線...55

圖 4.8 25 樓層原鋼筋號之單位面積牆重與節省百分比趨勢線...62

圖 4.9 25 樓層降鋼筋號之單位面積牆重與節省百分比趨勢線...62

圖 4.10 原鋼筋號數之 0.06 單位牆重與樓層數的節省百分比...63

圖 4.11 降鋼筋號數之 0.06 單位牆重與樓層數的節省百分比...63

圖 4.16 柱佔樓層面積之百分比...66

圖 4.17 0.06 單位牆重之樓層與地震力節省百分比...67

圖 4.20 週期 T 與 C/Fu 之反應譜 ...69

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第一章緒論

1.1 研究動機與目的

近年來國內結構物的隔間系統主要是以 RC 牆、砌磚和木隔間為主，其中又以紅磚牆為最主要的隔間材料。但由於傳統磚牆的自重較重，結構物的地震力會提高，而設計的柱總鋼筋量也較多，相對的成本就會提高，所以如果將傳統磚牆以重量較輕的輕質隔間系統來取代，所減少的整體成本是否可抵消輕質隔間牆高於傳統磚牆的差價，

以供業者採用輕質隔間牆的參考。

1.2 研究內容與方法

本研究係討論鋼筋混凝土房屋建築在不同牆重下對於柱鋼筋用

量的影響。研究過程中是以結構之分析程式ETABS 來模擬現有的鋼

筋混凝土建築物，針對三種不同單位牆重0.35t m²、0.18t m² 和 m2

t 06 .

0 與原牆重做比較。再以不同樓層4~5 樓、9~10 樓、15 樓和 25 樓為區隔的鋼筋混凝土結構物。藉由結構之分析程式 ETABS，

DRAWRC 接續繪圖程式，以及 ESTRC 接續估算程式，來計算柱總鋼筋量。

(14)

第二章文獻回顧

結構物在地震時的反應本應經動力分析來求得，但一般實務界為簡化分析，都以法規規定之最小地震力，以靜力加載方法來模擬地震作用力。一般耐震規範所規定者便是此種等值靜力設計法，先規定結構物耐震設計所受之最小總橫力，再經由橫力之豎向分配規定得到地震橫力之豎向分配，如此便可進行靜力分析與設計。

2.1 建築技術規則相關文獻

由於減輕牆重後，影響最明顯的就是地震力的減少，自然的梁柱配筋量就會較少，成本也跟著降低。以下就我國建築技術規則中有關地震力規定的歷史沿革做簡單介紹〔5〕：

(1)民國 34 年 2 月 26 日：內政部公佈之建築技術規則並無詳細

地震力規定，僅於結構強度章中第240 條規定，建築物除應計算本身

重量樓板重及風雪壓力之外，並應將其他可能有之外力一併計算。台

灣地區僅依行政命令，採地震係數為0.1，地質及構造影響係數為

0.7~1.2，房屋高度超過 16 公尺部分增大地震係數，每 4 公尺地震係數增加0.01。

(2)民國 63 年 2 月 15 日：內政部公佈建築技術規則建築構造篇第五節地震力規定，大致參照SEAOC-1959，地震力為：

KCW Z

V (2.1) 其中：

W ：全部靜載重加上1／4 活載重之和

Z

：震區分級，強震區1.25，中震區1.00，弱震區0.75

K

：組構系數，依照結構系統韌性之優劣分別為：0.67，0.80，

1.00，1.33。

(15)

C：震力係數，未超過30 公尺高之建築物採用0.1，超過則再 以下列計算

1 . T 0

1 . C 0

3 (2.2)

D hn 09 .

T 0 (2.3)

T

：建築物基本振動週期

h

n：為基面至屋頂面高度

D

：平行橫力方向建築物之尺度。

所計算之地震力其豎向分配為倒三角形。又當

h

_n

D 3

時，則屋頂需增加外加橫力

F

_t，再將(

V F

_t)部份以倒三角形方式予以分配到各樓層。

F

_t計算如下：

V 15 . D 0

004 h . 0 F

n 2

t (2.4) (3)民國 71 年 6 月：內政部公佈建築技術規則建築構造篇第五節地震力規定，大致參照UBC-1976，但將土壤係數(S)取上限值與震力係數(C)合併為震力係數(C)：

ZKCIW

V (2.5) 其中：

Z

：震區分級，強震區1.0，中震區0.8，弱震區0.6

K

：組構系數，依照結構系統韌性之優劣分別為0.67，0.80，

1.00，1.33

I

：建築物用途係數，分別為1.5，1.25，1.00 W ：結構物自重

C：仍為震力係數，惟將Ｃ值做一提升調整，因此將Ｚ值調降。另外民國78 年建築技術規則修正，將震力係數再分

(16)

為台北盆地以及以外地區，並再做一提升修正。

台北盆地： 0.15 T

248 . C 0

0.0625 (2.6) 其他地區： 0.15

T 8

C 1 (2.7)

其中 T：基本震動週期

T 0.085(hn)³ ⁴ 鋼結構 T 0.060(hn)³ ⁴ 混凝土結構

D hn 09 .

T 0 其它

h

_n：結構物高度(m)

D

：平行橫力方向構造物之尺度(m)

若依其他方法所得之

T

不得大於上式之 1.4 倍 (4)民國 79 年 3 月：修訂台北盆地之震力係數(C)，考慮長周期的地震輸入。

(5)民國 86 年：將地震力折減因子分離為超額強度因子、起始降

伏係數 _y及系統折減係數

F

_u三者相乘， W

F C 4

. 1 V ZI

u m y

(2.8) 其中：

Z

：震區水平加速度係數

I

：用途係數

C：工址正規化水平加速度反應譜係數 W ：建築物全部靜載重

_y：起始降伏地震力放大倍數

F

_u：結構系統地震力折減係數

(17)

u m

F

C ：修正之加速度反應譜係數

(6)民國88年以後，構造物各主軸方向分別受地震之最小設計總橫力V ：

V Z

_d

CW

(2.9)

W

F C 4

. 1 V ZI

u m y

(2.10) 其中：

Z

d：設計地表水平加速度係數，為設計地表水平加速度與重力加速

度g 之值。在公式（2.9）式中，

Z

_d可表示為

u d 1.4 yF

Z ZI ；而公式

（2.10）式中，其中 1.0 F

C

u

，為其上限規定

Z

：震區水平加速度係數，全台分為二區，分別為地震甲區0.33，地

震乙區0.23

I

：用途係數，分別為1.5，1.25，1.0

W ：全部靜載重，活動隔間應計入75kg m²之重量 C ：工址正規化水平加速度反應譜係數

y：起始降伏地震力放大倍數

F

u：結構系統地震力折減係數

(7)民國 94 年 7 月 1 日：加入許多震譜分析的研究參數及對照表格，公式為：

F W 4 . 1

I V S

u y

aD (2.11)

(2.11)式中 ^aD F

S 得依(2.12)式修正，修正後命為 ^aD F

S 如下：

(18)

u aD

u aD u aD

u m aD

F 70S . 0

144 . F 0

52S . 0

F S

8 . F 0

S

8 . F 0

3 S . 0

3 . F 0

S

u aD

u aD u

aD

；

(2.12)

則

W F

S 4

. 1 V I

u m aD y

其中：

S

_aD：工址設計水平譜加速度係數，為工址水平向之設計譜加速度與重力加速度g 之比值

I

：用途係數

W ：建築物全部靜載重

F

2.2 輕隔間相關文獻

隔間系統( Partition System )的字面意義為分隔空間的系統，一般係指分割建築物內部空間的各種方式。其廣義解釋可由建築物構成的次系統來說明。建築物內部分隔件包括垂直、水平分隔件及樓梯三系統，包括牆壁、櫥櫃、開口部、樓板、柵欄、樓梯等均包含在隔間系統範圍內。

本論文所探討隔間系統則僅限於非承重牆的隔間牆。係指分隔建築物內部空間之牆壁，屬於建築物內部垂直分隔系統之一。

1999 年建築工程輕隔間系統評選模式之研究中提到〔〕，由於近

(19)

年來國內企求取代傳統磚牆的隔間系統種類很多，而廠商為了行銷宣傳需要與市場競爭等因素，即使是內容完全相同的隔間系統，也可能會有許多不同的名稱。本研究只針對各隔間系統之重量來探討，依其系統分為下表：

表 2.1 各隔間系統之單位重〔〕

分類重量kg m²

面板系統約30~80

噴塗系統約80~120

灌漿系統約90~120

ALC板約42~55

中空混凝土約85

中空水泥板約65

合成水泥板約55

合成石膏板約29

ALC磚約49~83

實心石膏磚約90

空心石膏磚約75

由上表可得知，現今的輕隔間系統單位牆重大約位於 m2

t 12 . 0

~ 03 .

0 之間，為了與原始牆重比較，所以選定三種不同單位

牆重0.35t m²、0.18t m²和0.06t m²，來探討當不同牆重時，柱鋼筋量的配筋影響。

(20)

第三章研究方法

本文採用CSI公司所研發之結構分析軟體ETABS，進行鋼筋混凝土建築結構物之分析與設計。ETABS結構分析軟體，由於可對分析完成之結構模型從事鋼結構或鋼筋混凝土結構之設計與檢核，其內含有多樣的載重組合與不同的設計規範。為了得到較為精確的分析結果，使分析模型更能接近現實之結構狀態，其軟體內之設定如桿件端點偏移、施拉預力、P-Delta效應、Pushover等皆包含在分析功能內。

可提供使用者豐富的設計彈性與便利性，所以目前於業界已被廣泛的應用。

對於ETABS模擬後的結果要估算其柱鋼筋用量時，是國人所自行開發的DRAWRC接續繪圖程式和ESTRC接續估算程式來計算，此軟體適用於鋼筋混凝土房屋結構之柱配筋圖繪製作業及數量計算。在梁的配置方面，主筋分為頂層與底層，各層主筋最多配置兩排鋼筋，

且同排鋼筋之號數須相同，兩排鋼筋之斷筋位置需相同。而在柱的配置方面，柱主筋作等間隔排列，柱斷面四個角隅主筋與其他柱邊主筋之號數可以不同，角隅主筋並可配置為束筋。

本研究為了將結構物內的牆以不同單位重來做比較，在計算每棟結構物的總重時，必須將每根梁柱和內外牆的長度在建築圖和結構圖上一一量測再加總起來。先把原本的結構物依原本的牆重條件，利用結構分析程式ETABS建模模擬一次，分析後的結果再以估算程式 DRAWRC和ESTRC算出柱的鋼筋量。之後再以同一個模型，以三種不同的牆重分別模擬，算出該結構物的梁柱鋼筋用量，與原牆重的梁柱鋼筋量比較，求出其節省的百分比。

(21)

3.1 案例設計條件

一般而言，住宅的內外牆會比商業結構物來的多。故本研究主要是以現今已在使用的住宅鋼筋混凝土結構物為主，以進行不同牆重的分析比較。所有的柱尺寸主要是改變其配筋量，而斷面尺寸維持不變，且只模擬地平面以上之結構物整體，不包含地底層之結構，且皆以線性靜力分析來模擬。

3.2 三種不同的牆重

一般建築結構物的牆種類可分為：內牆、外牆和隔戶牆。內牆所使用的磚牆厚度為二分之ㄧ磚厚，而外牆和隔戶牆為一磚厚，故本研究在模擬每棟結構物內、外牆的重量計算為：

內牆：0.22 0.4(粉刷層 ) 0.26 t m²

外牆(隔戶牆)：0.44 0.7( 磁磚、粉刷層等 ) 0.51 t m²

目前輕隔間重量大多介於0.03~0.12 t m²之間，所以本文所假設的三種不同單位牆重分別為0.06 t m²、0.18 t m²和0.35 t m² ，且與原始的結構物之內外牆，均做三種不同牆重的換算來做比較分析。而在0.35 t m² 的單位牆重時，對於原本的內牆則視為12公分厚的RC牆來計算，所以單位牆重為0.26 t m²，至於外牆仍以0.35 t m² 來換算模擬。

3.3 四種不同的樓層

一般的低矮樓層鋼筋混凝土結構物大部份樓層數為4~5之間，而中高樓層為9~10層樓為居多，高樓層這部份則為14樓或15樓佔大多數，對於鋼筋混凝土的最高樓層數可達25樓，故本研究則對於四種不

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同的樓層數4~5樓、9~10樓、15樓和25樓，來探討梁柱在不同牆重對於鋼筋用量的影響。

由於現有的鋼筋混凝土結構物在15樓和25樓的現有結構物資料不多，所以部份15樓層的結構物是由原本為9~10樓的原始樓層往上拉高至15樓來重新設計模擬，而25樓層的結構物皆由15層樓往上提高至 25樓來重新設計及模擬。

3.4 研究案例分析流程 3.4.1 格線

一開始在建立新的模型時，選擇只有格線來開始建模，依照該結構物的梁柱位置繪出其平面圖，再依樓層數及樓高來定義其高度，則該結構物的初步格線模型就已完成。

3.4.2 設計規範

採用ETABS內建的規範ACI 318-99來做設計。

3.4.3 材料性質(單位為kgf cm²) 一、彈性分析參數設定：

1.每單位體積質量：2.447E-06 m 2.447 10 ⁶ 2.每單位體積重量：2.401E-03 w 2.401 10 ³ 3.彈性模數：15000 fc

4.波松比：0.2

5.熱膨脹係數：5.500E-06

6.剪力模數：程式由彈性模數與波松比計算而來

(23)

二、結構設計參數設定(單位為kgf cm²) 1.

f c

(混凝土抗壓強度)

4~5樓層之

f c

為210，9~10樓和15樓之

f c

為280，25樓層之

f c

為350 2.fy (彎矩鋼筋降伏強度)：4200

3.fys(剪力鋼筋降伏強度)：2800 3.4.4 桿件定義

皆選用矩形做為斷面設計，並建立於該格線上之桿件。

3.4.5 樓版定義

皆選用Slab來模擬，其種類則為Shell較接近結構物之實際行為，

並建立於該格線上之樓版。

3.4.6 載重組合 L 7 . 1 D 1.4

L 275 . 1 D 1.05

Ex 43 . 1 D 0.9

Ey 43 . 1 D 0.9

Ex 1.4 L 8 2 . 1 D 1.05

Ey 1.4 L 8 2 . 1 D 1.05

以上共10組，為本論文之全部結構物之載重組合。

3.4.7 載重加載

在建築技術規則之建築構造篇中提到：

1.靜載重：

靜載重為建築物本身各部份之重量及固定於建築物構造上各物之重量。本研究將所各樓層所算出的牆重，除上該樓層的面積後，所求得的單位面積牆重則直接均佈加載於樓版上。

2.活載重：

(24)

內人員、傢俱、設備、儲藏物品、活動隔間等。根據樓地板用途類別，

住宅之活載重為0.2 t m²，直接均佈加載於樓版上。

3.4.8 地震力加載

由於本研究之所有鋼筋混凝土結構物皆在最新規範之地震力之前，所以所採用86年之規定地震力計算公式：

u yF 4 . 1

V ZICW (3.1)

其中：

Z

：震區水平加速度係數

I

：用途係數

C ：工址正規化水平加速度反應譜係數 W ：建築物全部靜載重

F

將求出之地震力依豎向分配於構造之各層及屋頂，作用在第x層之橫力

Fx

依該層質量之分佈，分配於該層平面。

Wihi Wxhx F

F_x V ^t (3.2)

其中：

V ：地震力

F

_t：集中橫力

F

_t

0.07 TV

F

_t不必大於0.25V；若基本震動周期

T

為0.7秒以下，

F

_t 可令為零。

Wx ：為第x層之建築物重量

(25)

hx

：為第x層距基面之高度

為計及質量分布之不確定性，各層質心之位置應由計算所得之位置偏移與地震力垂直方向尺度百分之五。也就是應將地震力加在計算所得質心位置向左及向右偏移與地震力垂直方向尺度百分之五的位

置進行結構分析與設計，所以此地震力的模擬有考慮5%的偏心值。

3.4.9 分析與設計

1.結構基本性質與載重建立之後，即可進行結構分析。

2.分析完後，再進行結構配筋設計。

3.4.10 檢核

主要是檢核強柱弱和接頭剪力。依照混凝土工程設計規範之第十五章耐震設計之特別規定：

一、之剪力強度要求：

之設計剪力應採用塑性鉸產生後引致之剪力，因此剪力為最大者，可保證塑性鉸產生時不致先產生脆性剪力破壞。由於鋼筋實際的降伏強度大於規定降伏強度，且塑性鉸一但產生，其塑鉸轉角大，鋼筋可能進入應變硬化階段。因此計算彎矩強度時，鋼筋應力至少得用

f

y

1.25

。

1.受撓構材之設計剪力

V

_e應由構材兩端交接面之可能彎矩強度

M

_pr 計得之剪力加上該構材由設計重力載重所產生之剪力。

M

_pr之方向須考慮地震反向作用之情況。計算

M

_pr時，拉力鋼筋之降伏應力應改用至少1.25倍

f

_y，並不得考慮強度折減，亦即 1 。 .0

2.規定計算地震引致之剪力

n 2 pr 1

pr

l M

M ，若超過設計剪力之半，且

包括地震效應之設計軸壓力小於

0.05 A

_g

f

_c，則設計其橫向鋼筋時，

V

_c

(26)

二、柱之最小撓曲強度 _c ) M_g

5 (6

M (3.3) 式中：

M

c=連接於接頭各柱在接頭中心之設計撓曲強度之總和。柱撓曲強

度應為所考慮方向之側力作用下由各載重組合設計軸力計算所得之最小撓曲強度。

M

g=連接於接頭各在接頭中心之設計撓曲強度之總和。該撓曲強

度和之方向應與柱撓曲強度和之方向相反。作用於所考慮構架立面內之兩方向(順、逆鐘向)彎矩均應考慮於式中。

1. 柱之剪力強度要求

由於強柱弱的考慮，塑性鉸會先在端產生，柱接頭兩面的當產生正與負塑性彎矩時，該接頭上方之柱斷面與下方之柱斷面所對應之彎矩可按結構物承受地震力時該二斷面彎矩乘以之塑性彎矩和對彈性彎矩和的放大倍率。

2. 設計剪力

V

_e應考慮構材兩端接頭面各種作用力所能產生之最大剪力。計算地震引致之剪力時，這些接頭面作用力應考慮作用於接頭面上各種設計軸力範圍內之最大可能彎矩強度

M

_pr。地震引致之剪力無需超過依柱接頭處各之可能彎矩強度

M

_pr所計得之剪力。計算柱或之

M

pr時，拉力鋼筋之降伏應力應改用至少1.25倍

f

_y，並不得考慮強度折減，亦即 1 。.0

V

_e不得小於由結構分析結果所計得之設計剪力。

3. 規定計算地震引致之剪力若超過設計剪力之半，且包括地震效應之設計軸壓力小於

0.05 A

_g

f

_c ，則設計其橫向鋼筋時，

V

_c值應假設為零。

(27)

反覆調整柱桿件斷面直到整棟結構物皆符合強柱弱和接頭剪力之後，便可開始利用估算程式DRAWRC接續繪圖程式和ESTRC接續估算程式來計算該結構物的柱總鋼筋量。

3.4.11 不同牆重之模擬

將已模擬完成的原始ETABS結構物，依三種不同牆重 m2

t

0.06 、0.18 t m²和0.35 t m²分別建立於三種不同牆重的模型建行模擬。而過程就如同先前建立原始牆重模型時一樣，直到桿件皆符合規範要求後，再把要執行估算程式所需的Assess輸出檔和RC設計輸出檔匯出，執行估算柱鋼筋量。

3.5 估算柱鋼筋量

ETABS分析完成後，必須先將ETABS之Assess輸出檔和RC設計輸出檔匯出，便可開始執行該估算程式。由於柱在配筋時，如果將原本的主筋號數配置降一號的鋼筋號數，對於估算出的鋼筋量會有較少的結果，所以分別將原始磚牆重與三種不同減輕的輕隔間牆重算出該柱的鋼筋量後，比較其三種與原始鋼筋量的差值，且算出節省百分比。

本研究所用的統計方法為判定係數(Coefficient of Determination R )，判定係數定義為解釋方差和佔總方差和之比例，如式(3.4)所2

示，其值域在0 到 1 之間，通常最懷的情況都在 0 左右。判定係數越大，代表模型對變異的解釋能力越大。由於判定係數總是隨著模型的增加而增加，故複雜度高的模型會有高估模型對變異的解釋能力之傾向，因此有調整判定係數R²_adj的提出如式(3.5)所示。而本研究是以R² 為判斷預測優劣之基準。

(28)

yy E yy

E yy

yy 2 R

S 1 SS S

SS S

S

R SS

(3.4)

式中

SS

_R=迴歸方差和（已解釋方差和）;

SS

E=迴歸方差和（未解釋方差和）;

S

yy＝總方差和。

2 yy

2 R

adj

1 R

p n

1 1 n

) 1 n ( S

) p n ( 1 SS

R

(3.5) 式中：

n =數據數目;

q =模型細述之數目

除了繪出整體的平均值之外，也取95%的信賴區間，以提供作參考比較。所謂的95%信賴區間是指以平均數來說，每抽一次樣本，就利用某種公式，算得其95%的信賴區間，如此重複很多次，每次都計算95%信賴區間。在這所有的信賴區間裡，將會有95%包括了母體的平均數，所以才叫95%信賴區間。在100次中有95次會包含母體平均數，也就表示會有5次沒有包括母體平均數。

3.6 規則與不規則性建築物

一般規則性建築物在地震中的彈性反應較易掌握。因此，構材進入非彈性時機較均稱，而不致集中在局部構材。但不規則結構之反應則較難瞭解；在結構規劃設計與分析計算時，對不規則性結構之立面或平面應予限制：

(一)立面不規則性結構

1.勁度不規則性軟弱層為側向勁度低於其上一層勁度之70%，或其上三層平均勁度之80%。

(29)

2.任一樓層之質量超過其相鄰上下樓層質量150%者，視為具質量不規則性；屋頂下一樓層質量大於屋頂層質量150%者，不視為質量不規則性。

3.任一樓層抵禦側力結構系統之水平尺度大於其相鄰上下樓層之130%以上，視為具立面幾何形狀不規則性，但閣樓面積甚小時，

可不考慮。

4.抵禦側力豎向構材立面內錯位距離超過構材長度者，視為抵禦側力豎向構材立面內不連續性。

5.任一樓層所考慮方向上抵禦地震剪力構材之強度低於其所考慮向上所有抵禦地震樓層剪力強度之和80%者，視為強度不連續性弱層。

(二)平面不規則性結構

1.在包括意外扭矩地震力作用下，沿地震力方向最大側邊變位大於兩側邊平均層變位之1.2倍以上者，視為具扭轉平面不規則性；橫隔版為非柔性時，亦需加考慮。

2.結構其側力抵禦系統之平面幾何形狀具有凹角者，該凹角起出部分之結構尺寸大於沿該方向結構總長15%者，視為具凹角不規則性。

3.同一樓層版或橫隔版，包括切角和開孔，其面積超過總面積50%

以上，或兩層間有效橫隔版勁度之變化超過50%以上者，應視為急變不連續性或勁度不連續性之不規則性。

4.豎向構材有面外之錯位，導致側向力傳遞路徑具不連續性之不規則性。

5.豎向側力抵禦構材不平行，或對稱於側力抵禦系統之兩正交主軸者，視為非平行結構系統之不規則性。

(30)

第四章設計案例與結果

本研究的鋼筋混凝土結構物總數有三十二棟，四~五樓層的有十一棟(不規則結構物為二棟)，九~十樓層的有七棟(皆為不規則結構物為棟)，十五樓層的有八棟(不規則結構物為七棟)，二十五樓層的有六棟(不規則結構物為五棟)。而每棟除了有原始的牆重，又以三種不同的牆重來模擬。因為所有案例都已相同的設計程序來模擬，所以以下介紹一棟十層樓結構物的完整設計內容。

圖4.1 結構平面標準圖

(31)

圖4.2 建築平面標準圖 4.1 結構系統：

構架：本建築物全棟採用鋼筋混凝土建造(柱韌性立體剛構架)。

4.2 樓版：

2F-RF：15 cm R.C.版 4.3 分析方法：

依彈性構架理論,以勁度法分析構架應力及應變。

4.4 分析程式及設計：

1.構架採用 ETABS (8 版) 程式分析。

2.採用強度設計法 (USD) ,並考慮韌性設計。

3.設計規範 :

a.建築技術規則(民國八十六年六月內政部修正實施)。

b.ACI 318-99 CODE

(32)

4.5 載重計算：

(1)活載重：( t ) m² 二F~三F：0.2 RF：0.15 (2)靜載重：

1.樓版：( t ) m²

a.15cm鋼筋混凝土版：0.36 b.防水層：0.03 c.1.5cm 水泥砂漿粉光：0.02 d.天花及其他：0.03 合計：0.44 2.：(

t m

)

B ( 30 50 ) 0 . 3 0 . 5 0 . 15 2 . 4 0.252

B ( 30 7 0 ) 0 . 3 0 . 7 0 . 15 2 . 4 0.396

B(4 0 6 0 ) 0 . 4 0 . 6 0 . 15 2 . 4 0.432

B(5 0 7 0 ) 0 . 5 0 . 7 0 . 15 2 . 4 0.66

B(60 6 0 ) 0 . 6 0 . 6 0 . 15 2 . 4 0.648

B(60 7 0 ) 0 . 6 0 . 7 0 . 15 2 . 4 0.792

3.柱：(

t m

)

C(70 90) 0.7 0.9 2.4 1.512 C(70 160) 0.7 1.6 2.4 2.688 C(80 80) 0.8 0.8 2.4 1.536 C(90 90) 0.9 0.9 2.4 1.944 C(90 118) 0.9 1.18 2.4 2.549 C(102 90) 1.02 0.9 2.4 2.203

(33)

C(184 70) 1.84 0.7 2.4 3.091 C(196 90) 1.96 0.9 2.4 4.234 C(203 90) 2.03 0.9 2.4 4.385 C(236 70) 2.36 0.7 2.4 3.965 4.牆：

外牆(隔戶牆)：0.44 0.07( 磁磚、粉刷層等 ) 0.51 t m² 內牆：0.22 0.04(粉刷層 ) 0.26 t m2

4.6 材料強度

鋼筋：Fy = 4200 kg/cm² (≧#6) Fy = 2800 kg/cm² (＜#6)

(鋼筋材質符合 CNS560 熱軋竹節鋼筋之規定) 混凝土：Fc’ = 280 kg/cm²

Fc’ = 210 kg/cm² (混凝土 28 天抗壓強度) 4.7 標準層靜載重計算：

1.樓版：

面積：1367.4914 m²

重量：0.44 1367.4914 601.696 t 2.：

B(30 50) 0.252 43.33 10.919 t B(30 70) 0.396 7.99 3.164 t B(40 60) 0.432 86.18 37.23 t B(50 70) 0.66 634.02 418.453 t B(60 60) 0.648 2.74 1.776 t B(60 70) 0.792 7.41 5.869 t

(34)

合計：477.411 t 3.柱：

C(70 90) 1.512 3.2 - 0.15 2 9 . 223 t

C(70 160) 2.688 3.2 - 0.15 1 8.198 t

C(80 80) 1.536 3.2 - 0.15 2 9 . 37 t

C(90 90) 1.944 3.2 - 0.15 32 189 . 734 t

C(90 118) 2.549 3.2 - 0.15 1 7 . 774 t

C(102 90) 2.203 3.2 - 0.15 2 13 . 44 t

C(184 70) 3.091 3.2 - 0.15 1 9 . 428 t

C(196 90) 4.234 3.2 - 0.15 1 12 . 912 t

C(203 90) 4.385 3.2 - 0.15 1 13 . 374 t

C(236 70) 3.965 3.2 - 0.15 1 12 . 093 t

合計：285.546 t 4.牆：

外牆和隔戶牆：0.51 3.2-0.7 362.45 462.124 t 開窗之外牆：

0.51 3.2-0.7 163.42 0.5開窗率 104.18 t 內牆：0.26 3.2-0.15 418.7 332.029 t

合計：898.333 t

單位樓地板面積牆重： 0.657 t m² 1367.4914

898.333

在模擬ETABS時，將單位樓地板面積牆重以Dead Load平均加載於樓版上。

5.標準層總重量：2262.986 t

結構物總重：2262.986 10 22629.86 t

(35)

4.8 地震力計算：

(1)地震總構力

u yF 4 . 1

V ZICW ；

C F

_u

1 . 0

W F

C 5

. 3 V ZIF

u y

* u

樓層數 (N): 10 震區水平加速度係數 (Z): 0.33 用途係數 (I): 1.00 住宅是屬於第四類建築物

基礎種類 : 1 起始降伏地震力放大倍數 : 1.50 建物總高 (Hn): 32.4 X-向:

韌性容量 (R): 4.00 建物基本震動周期 (T): 1.331 正規化水平加速度反應譜係數 (C): 1.000 地震力折減係數 (Fu): 2.500 Y-向:

韌性容量 (R): 4.00 建物基本震動周期 (T): 1.331 正規化水平加速度反應譜係數 (C): 1.000 地震力折減係數 (Fu): 2.500 設計地震力 :

X-向: V = 1422.448 V* = 1422.448

(36)

使用 V = 1422.448

Y-向: V = 1422.448 V* = 1422.448 使用 V = 1422.448

(2)地震力豎向分配

1 i

Wihi wxhx Ft

Fx V

T 0.7

Ft 0.07TV 0.07 1.331 0.093

樓層 Wx

hx

Wxhx wxhx wh

Fx

RF 2262.986 3.20 73320.75 0.18 256.024 10 2262.986 3.20 66079.19 0.162 230.738 9 2262.986 3.20 58837.64 0.144 205.451 8 2262.986 3.20 51596.08 0.127 180.165 7 2262.986 3.20 44354.53 0.109 154.879 6 2262.986 3.20 37112.97 0.091 129.592 5 2262.986 3.20 29871.42 0.073 104.306 4 2262.986 3.20 22629.86 0.056 79.02 3 2262.986 3.20 15388.3 0.038 53.733

2 2262.986 3.60 8146.75 0.02 28.447

407337.5 1 1422.355 當建築物之原始牆重模擬後，在進行三種不同單位牆重

m2

t

0.06 、0.18 t m²和0.35 t m²的設計，由於在最後要與原始牆重做比較，所以三種單位牆重要先換算成單位樓地板面積牆重，分別為0.105 t m²、0.314 t m²和0.527 t m²，而這三種單位牆重所求出的總牆重、結構物總重和地震力分別為：

(37)

a. 0.06 t m²單位牆重：

外牆和隔戶牆：0.06 3.2-0.7 362.45 54.368 t

開窗之外牆：0.06 3.2-0.7 163.42 0.5開窗率 12.257 t 內牆：0.06 3.2-0.15 418.7 76.622 t

合計：143.247 t 總牆重：143.247 t

單位樓地板面積牆重： 0.105 t m² 1367.4914

143.247

結構物總重：15079 t 地震力：947.823 t b. 0.18 t m² 單位牆重：

外牆和隔戶牆：0.18 3.2-0.7 362.45 163.103 t

開窗之外牆：0.18 3.2-0.7 163.42 0.5開窗率 36.77 t 內牆：0.18 3.2-0.15 418.7 229.866 t

合計：429.739 t 總牆重：429.739 t

單位樓地板面積牆重： 0.314 t m² 1367.4914

429.739

結構物總重：17943.92 t 地震力：1127.904 t c. 0.35 t m² 單位牆重：

外牆和隔戶牆：0.35 3.2-0.7 362.45 317.144 t

開窗之外牆：0.35 3.2-0.7 163.42 0.5開窗率 71.496 t 內牆：0.26 3.2-0.15 418.7 332.029 t

合計：720.669 t

(38)

總牆重：720.669 t

單位樓地板面積牆重： 0.527 t m² 1367.4914

720.669

結構物總重：2085.322 t 地震力：1310.774 t

最後把原始牆重和三種不同牆重的Assess輸出檔和RC設計輸出檔匯出，以進行估算柱鋼筋量。

4.9 估算柱鋼筋量

先前有提過在配筋時，把主筋的號數減少降一號數，對於整體的梁柱鋼筋用量會有減少的趨勢。所以在與原始鋼筋做比較時，除了會將原有的主筋尺寸做一次配筋的估算，也會降一號主筋尺寸再重新將不同的牆重在配筋一次，以作比較。而此棟結構物的主筋號數為#10。

表4.1為原始牆重與三種不同牆重，在原鋼筋號數和降鋼筋號數的差異下，估算後的梁柱總鋼筋量。而表4.2是在估算後，三種不同牆重與原牆重的梁柱鋼筋量的節省百分比。

表4.1 原始牆重與三種不同牆重估算後的梁柱總鋼筋量

單位牆重原鋼筋號數(#10) 降鋼筋號數(#9)

原始牆重 980.731 t 890.788 t

m2

t

0.06 910.757 t 820.417 t

m2

t

0.18 930.855 t 841.583 t

m2

t

0.35 954.616 t 864.05 t

(39)

表4.2 原始牆重與三種不同牆重柱總鋼筋量所節省的百分比

單位牆重原鋼筋號數之節省百

分比(#10)

降鋼筋號數之節省百分比(#9)

m2

t

0.06 7.13% 7.9%

m2

t

0.18 5.09% 5.52%

m2

t

0.35 2.66% 3%

由表4.1和表4.2可發現當牆重減輕時，柱的總鋼筋量和估算後各牆重所節省的百分比。

4.10 其他案例設計

對於其他樓層的案例，將分不同的樓層只呈現結構物的設計條件和最後分析結果。

4.10.1 四~五樓層

由於四~五樓層若以原鋼筋號數配置，所節省的鋼筋百分比並不顯著，所以在此樓層的鋼筋配置號數，皆是以降一號數來進行配置與比較結果。

案例一 (規則性結構) 1.樓層數：四樓

樓層高：1F = 3.2 m，2F~RF = 3.0 m 2.材料強度：

鋼筋：Fy = 4200 kg/cm² (≧#6) Fy = 2800 kg/cm² (＜#6) 混凝土：Fc’ = 210 kg/cm² (RC) 3.活載重：

2

(40)

RF： 0.15 t m² 4.靜載重：

總牆重：445.581 t

結構物總重：1022.918 t 地震力：103.905 t

5.最後將柱鋼筋量所節省的百分比列於表4.3

表4.3 4~5樓案例一柱鋼筋量的節省百分比

單位牆重節省百分比

m2

t

0.06 7.76%

m2

t

0.18 6.61%

m2

t

0.35 4.61%

案例二 (規則性結構) 1.樓層高：五樓

樓層高：1F = 2.9 m，2F = 3.4 m，3F~RF = 3.2 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.15 t m² 4.靜載重：

總牆重：524.122 t

(41)

結構物總重：1321.616 t 地震力：117.631 t

表4.4 4~5樓案例二柱鋼筋量的節省百分比

m2

t

0.06 2.26%

m2

t

0.18 1.6%

m2

t

0.35 1.3%

案例三 (規則性結構) 1.樓層高：五樓

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.15 t m² 4.靜載重：

總牆重：570.701 t

結構物總重：1365.228 t 地震力：121.513 t

(42)

表4.5 4~5樓案例三柱鋼筋量的節省百分比

m2

t

0.06 1.89%

m2

t

0.18 1.49%

m2

t

0.35 0.94%

案例四 (不規則性結構) 1.樓層高：五樓

樓層高：1F = 3.0 m，2F~ 4F = 3.2 m，5F~RF = 3.0 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.15 t m² 4.靜載重：

總牆重：570.701 t

結構物總重：1365.228 t 地震力：121.513 t

(43)

表4.6 4~5樓案例四柱鋼筋量的節省百分比

m2

t

0.06 1.89%

m2

t

0.18 1.49%

m2

t

0.35 0.94%

案例五 (規則性結構) 1.樓層高：五樓

樓層高：1F = 3.6 m，2F~RF = 3.3 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.15 t m² 4.靜載重：

總牆重：418.159 t

結構物總重：1158.475 t 地震力：125.321 t

(44)

表4.7 4~5樓案例五柱鋼筋量的節省百分比

m2

t

0.06 4.5%

m2

t

0.18 2.57%

m2

t

0.35 1.06%

案例六 (規則性結構) 1.樓層高：四樓

樓層高：1F = 3.6 m，2F~RF = 3.2 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.15 t m² 4.靜載重：

總牆重：220.722 t

結構物總重：451.208 t 地震力：55.078 t

(45)

表4.8 4~5樓案例六柱鋼筋量的節省百分比

m2

t

0.06 2.22%

m2

t

0.18 1.99%

m2

t

0.35 0.92%

案例七 (規則性結構) 1.樓層高：五樓

樓層高：1F = 3.8 m，2F~RF = 3.6 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.15 t m² 4.靜載重：

總牆重：292.097 t

結構物總重：611.017 t 地震力：70.937 t

(46)

表4.9 4~5樓案例七柱鋼筋量的節省百分比

m2

t

0.06 2.43%

m2

t

0.18 1.93%

m2

t

0.35 1.21%

案例八 (規則性結構) 1.樓層高：五樓

樓層高：1F = 3.5 m，2F~RF = 3.0 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.15 t m² 4.靜載重：

總牆重：307.209 t

結構物總重：647.161 t 地震力：62.198 t

(47)

表4.10 4~5樓案例八柱鋼筋量的節省百分比

m2

t

0.06 3.83%

m2

t

0.18 3.14%

m2

t

0.35 1.79%

案例九 (不規則性結構) 1.樓層高：五樓

樓層高：1F = 3.8 m，2F~RF = 3.2 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.15 t m² 4.靜載重：

總牆重：404.502 t

結構物總重：953.916 t 地震力：95.097 t

(48)

表4.11 4~5樓案例九柱鋼筋量的節省百分比

m2

t

0.06 5.2%

m2

t

0.18 2.07%

m2

t

0.35 0.69%

案例十 (規則性結構) 1.樓層高：四樓

樓層高：1F = 3.2 m，2F~RF = 3.0 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.15 t m² 4.靜載重：

總牆重：349.194 t 結構物總重：784.19 t 地震力：79.754 t

(49)

表4.12 4~5樓案例十柱鋼筋量的節省百分比

m2

t

0.06 2.04%

m2

t

0.18 1.52%

m2

t

0.35 1.03%

案例十一 (規則性結構) 1.樓層高：四樓

樓層高：1F = 3.2 m，2F~RF = 3.0 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.15 t m² 4.靜載重：

總牆重：270.367 t

結構物總重：705.082 t 地震力：71.709 t

(50)

表4.13 4~5樓案例十一柱鋼筋量的節省百分比

m2

t

0.06 1.72%

m2

t

0.18 1.16%

m2

t

0.35 0.76%

最後將4~5樓的全部案例利用R 所做的趨勢線繪出平均值、上限² 95%和下限95%於圖4.3中：

4~5樓降鋼筋號數

平均值：y = -6.3039x + 4.2553 R² = 0.4563

信賴區間下限95%：y = -8.4468x + 3.3531 信賴區間上限95%：y = -4.161x + 5.1574

-4 -2 0 2 4 6 8 10

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

單位樓地板面積牆重

梁柱鋼筋量節省百分比

平均值

線性 (平均值)

線性 (信賴區間下限95%)

線性 (信賴區間上限95%)

圖4.3 4~5樓層降鋼筋號之單位面積牆重與節省百分比趨勢線圖中可看出在最輕的牆重下，所節省的百分比大約落在3%~5%

之間，由此可知在輕隔間在低矮樓層中，所節省的百分比並不明顯。

m2

t

(51)

4.10.2 九~十樓層

案例一 (不規則性結構) 1.樓層高：十樓

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.2 t m² 4.靜載重：

總牆重：3963.03 t

結構物總重：10618.41 t 地震力：667.443 t

5.最後將柱鋼筋量分成原鋼筋號數和降鋼筋號數所節省的百分比列於表4.14

表4.14 9~10樓案例一柱鋼筋量的節省百分比

分比

降鋼筋號數之節省百分比

m2

t

0.06 10.46% 12.08%

m2

t

0.18 7.66% 8.34%

m2

t

0.35 3.27% 3.63%

(52)

案例二 (不規則性結構) 1.樓層高：十樓

樓層高：1F ~ 9F = 3.6 m，9F~RF = 3.0 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.2 t m² 4.靜載重：

總牆重：6113.85 t

結構物總重：16439.69 t 地震力：1178.021 t

表4.15 9~10樓案例二柱鋼筋量的節省百分比

分比

m2

t

0.06 6.13% 7.06%

m2

t

0.18 4.23% 4.76%

m2

t

0.35 1.71% 1.93%

(53)

案例三 (不規則性結構) 1.樓層高：十樓

樓層高：1F = 3.6 m，2F~RF = 3.2 m 2.材料強度：

鋼筋：Fy = 4200 kg/cm² (≧#6) Fy = 2800 kg/cm² (＜#6) 混凝土：Fc’ = 280 kg/cm² (RC)

3.活載重：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.2 t m² 4.靜載重：

總牆重：8983.33 t

結構物總重：22629.86 t 地震力：1422.448 t

表4.16 9~10樓案例三柱鋼筋量的節省百分比

分比

m2

t

0.06 7.13% 7.9%

m2

t

0.18 5.09% 5.52%

m2

t

0.35 2.66% 3%

(54)

案例四 (不規則性結構) 1.樓層高：九樓

樓層高：1F = 4.2 m，2F~RF = 3.6 m 2.材料強度：

3.活載重：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.2 t m² 4.靜載重：

總牆重：2146.95 t

結構物總重：6259.785 t 地震力：393.4722 t

表4.17 9~10樓案例四柱鋼筋量的節省百分比

分比

m2

t

0.06 5.16% 6.38%

m2

t

0.18 3.19% 4.14%

m2

t

0.35 1.1% 1.45%

(55)

案例五 (不規則性結構) 1.樓層高：十樓

樓層高：1F = 3.6 m，10F~RF = 3.0 m 2.材料強度：

3.活載重：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.2 t m² 4.靜載重：

總牆重：6813.19 t

結構物總重：18004.03 t 地震力：1131.682 t

表4.18 9~10樓案例五柱鋼筋量的節省百分比

分比

m2

t

0.06 6.56% 7.44%

m2

t

0.18 4.43% 5.02%

m2

t

0.35 1.92% 2.2%

(56)

案例六 (不規則性結構) 1.樓層高：十樓

樓層高：1F = 3.6 m，10F~RF = 3.0 m 2.材料強度：

3.活載重：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.2 t m² 4.靜載重：

總牆重：5010.67 t

結構物總重：13410.16 t 地震力：960.091 t

表4.19 9~10樓案例六柱鋼筋量的節省百分比

分比

m2

t

0.06 5.94% 7.28%

m2

t

0.18 4.51% 5.13%

m2

t

0.35 2.07% 2.3%

(57)

案例七 (不規則性結構) 1.樓層高：十樓

樓層高：1F = 3.6 m，10F~RF = 3.0 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.2 t m² 4.靜載重：

總牆重：4904.17 t

結構物總重：13265.35 t 地震力：949.723 t

表4.20 9~10樓案例七柱鋼筋量的節省百分比

分比

m2

t

0.06 5.61% 7.08%

m2

t

0.18 3.9% 4.97%

m2

t

0.35 1.73% 2.24%

最後將9~10樓的全部案例利用R 分降鋼筋號數和原鋼筋號數，² 繪出平均值、信賴區間上限95%和信賴區間下限95%的趨勢線於圖4.4

(58)

和圖4.5中：

9~10樓降鋼筋號數

平均值：y = -13.683x + 8.3978 R² = 0.9429

信賴區間上限95%：y = -12.455x + 8.9527

信賴區間下限95%：y = -15.067x + 7.8737 -4

-2 0 2 4 6 8 10

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 單位樓地板面積牆重

平均值

線性 (平均值)

圖4.4 9~10樓層原鋼筋號之單位面積牆重與節省百分比趨勢線

9~10樓原鋼筋號數

平均值：y = -11.393x + 7.0263 R² = 0.9017

信賴區間下限95%：y = -12.92x + 6.439 信賴區間上限95%：y = -10.009x + 7.642

-4 -2 0 2 4 6 8

0 0.2 0.4 0.6 0.8

單位樓地板面積牆重

平均值

線性 (平均值)

圖4.5 9~10樓層降鋼筋號之單位面積牆重與節省百分比趨勢線由圖中可看出在最輕的單位牆重下，柱鋼筋量的節省百分比最多約在6%~8%之間。t m²

m2

t m2

t

(59)

4.10.3 十五層樓

案例一 (不規則性結構)

1.樓層高：1F = 4.2 m，2F~RF = 3.6 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.2 t m² 4.靜載重：

總牆重：3220.425 t

結構物總重：11128.51 t 地震力：699.506 t

表4.21 15樓案例一柱鋼筋量的節省百分比

分比

m2

t

0.06 10.17% 11.72%

m2

t

0.18 6.81% 7.79%

m2

t

0.35 2.69% 3.08%

(60)

案例二 (不規則性結構)

1.樓層高：1F = 4.2 m，2F~RF = 3.6 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.2 t m² 4.靜載重：

總牆重：8923.71 t

結構物總重：22703.97 t 地震力：1427.107 t

表4.22 15樓案例二柱鋼筋量的節省百分比

分比

m2

t

0.06 16.47% 17.96%

m2

t

0.18 11.17% 12.23%

m2

t

0.35 4.49% 4.9%

(61)

案例三 (不規則性結構)

1.樓層高：1F = 3.2 m，2F = 2.8 m，3F~RF = 3.57 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.2 t m² 4.靜載重：

總牆重：5944.545 t

結構物總重：15927.615 t 地震力：1001.164 t

表4.23 15樓案例三柱鋼筋量的節省百分比

分比

m2

t

0.06 10.46% 12.08%

m2

t

0.18 7.66% 8.34%

m2

t

0.35 3.27% 3.63%

(62)

案例四 (規則性結構)

1.樓層高：1F = 6.8 m，2F~RF = 3.3 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.2 t m² 4.靜載重：

總牆重：4659.165 t 結構物總重：19852.2 t 地震力：1247.853 t

表4.24 15樓案例四柱鋼筋量的節省百分比

分比

m2

t

0.06 15.59% 17.46%

m2

t

0.18 11.38% 12.49%

m2

t

0.35 5.22% 5.67%

(63)

案例五 (不規則性結構)

1.樓層高：1F = 6.8 m，2F~RF = 3.3 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.2 t m² 4.靜載重：

總牆重：5339.43 t

結構物總重：21493.005 t 地震力：1350.989 t

表4.25 15樓案例五柱鋼筋量的節省百分比

分比

m2

t

0.06 10.4% 11.78%

m2

t

0.18 7.54% 8.39%

m2

t

0.35 3.45% 3.92%

(64)

案例六 (不規則性結構)

1.樓層高：1F = 6.8 m，2F~RF = 3.3 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.2 t m² 4.靜載重：

總牆重：4990.515 t

結構物總重：20435.355 t 地震力：1284.508 t

表4.26 15樓案例六柱鋼筋量的節省百分比

分比

m2

t

0.06 11.64% 13.42%

m2

t

0.18 8.21% 9.38%

m2

t

0.35 3.58% 4.16%

(65)

案例七 (不規則性結構)

1.樓層高：1F ~ 9F = 3.6 m，9F~RF = 3.0 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.2 t m² 4.靜載重：

總牆重：9170.775 t

結構物總重：24659.535 t 地震力：1767.032 t

表4.27 15樓案例七柱鋼筋量的節省百分比

分比

m2

t

0.06 13.62% 14.84%

m2

t

0.18 8.24% 9.01%

m2

t

0.35 3.16% 3.55%

(66)

案例八 (不規則性結構)

1.樓層高：1F = 4.2 m，2F~RF = 3.2 m 2.材料強度：

2F~ 4F： 0.2 t m² RF： 0.2 t m² 4.靜載重：

總牆重：8259 t

結構物總重：23696.91 t 地震力：1489.52 t

表4.28 15樓案例八柱鋼筋量的節省百分比

分比

m2

t

0.06 8.16% 9.35%

m2

t

0.18 5.41% 6.32%

m2

t

0.35 2.17% 2.56%

最後將15樓的全部案例利用R 分降鋼筋號數和原鋼筋號數，繪² 出平均值、信賴區間上限95%和信賴區間下限95%的趨勢線於圖4.6 和圖4.7中：

摘要

摘要

目錄

表目錄

圖目錄

第一章 緒論

第二章 文獻回顧

Z

K

T

h

D

h

D 3

F

V F

F

Z

K

I

h

D

T

F

Z

I

F

V Z

CW

Z

Z

Z

I

F

S

I

F

第三章 研究方法

f c

f c

f c

f c

Z

I

F

Fx

F

F

0.07 TV

F

T

F

hx

f

1.25

V

M

M

M

f

0.05 A

f

V

M

M

V

M

M

M

f

V

0.05 A

f

V

S 1 SS S

SS S

S

R SS

SS

SS

第一章緒論

第二章文獻回顧

第三章研究方法

第四章設計案例與結果