¶ 冷軋型鋼構造建築物結構設計規範及解說－第四章 肢材設計（3／3）
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本節所適用的相關計算僅針對邊緣加勁材為簡單突唇者，其因乃是先前版本的計算方
式，似乎在較複雜的邊緣加勁材的斷面上有不保守的問題存在，相關分析比較可參考
Schafer [4.28]，對於邊緣加勁材不為簡單突唇者，構材強度則可參考附錄四（直接強度
法）的方式計算。
加勁材的適用慣性矩或充足慣性矩(adequate moment of inertia)，乃指加勁材慣性矩達到能
使被加勁的肢材成為加勁肢材時之值。
dse
圖C-4.5-1 具邊緣加勁材之肢材
4.6 具中間加勁材之均布受壓加勁肢材或邊緣加勁肢材的有效寬度
4.6.1 具單個或數個中間加勁材之均布受壓加勁肢材
本節之符號定義:
肢材有效寬度(含加勁材)及其應力分布
邊緣加勁材之應力f3
| D,d =加勁材實際尺寸 d , d = 用於計算斷面特性之加勁材有效尺寸 se s | ||
|---|---|---|
| 翼板之應力f | ||
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Ag = 含加勁材的肢材全斷面積
As = 加勁材的全斷面積
be = 位於原肢材(含加勁材)中性軸上的有效寬度，明示於圖C-4.6-1
bp = 次肢材的最大平寬，明示於圖C-4.6-1
bw = 加勁肢材的整體平寬，明示於圖C-4.6-1
ci = 肢材邊緣至至加勁材中心線的距離，明示於圖C-4.6-1
Fcr = 板彈性挫屈應力
f = 作用於平板段的均布受壓應力
h = 緊連著加勁肢材邊的肢材長度（如具中間加勁材翼板邊的腹板深度），如兩邊肢材
長度不同時，取較小者
Isp = 對於平板段中心線之加勁材的慣性矩，計算時需包含連結於平板段的轉角
k = 肢材的板挫屈係數
kd = 對於扭曲挫屈的板挫屈係數
kloc = 局部次肢材的板挫屈係數
Lbr = 對於支撐點間或限制扭曲挫屈束縛間的未支撐長度
R = 對於扭曲挫屈的板挫屈係數之修正係數
n = 中間加勁材的數量
t = 肢材厚度
i = 加勁材的編號
λ = 細長因子
ρ = 折減因子
1. 載重能力考量
有效寬度(be)依下列規定計算之：
其中
其中
其中
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2
w
2
2
cr
b
t
)
μ
1(
12
E
π
k
F
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−
=
(4.6-5)
肢材的板挫屈係數(k)為Rkd與kloc取小者，kd和kloc則依第4.6.1.1 節規定計算。
修正係數(R)依下列規定計算之：
當 bw/h < 1
R = 1
(4.6-6)
當 bw/h ≥ 1
R = (11 – bw/h)/5 ≥ 0.5
(4.6-7)
2. 位移考量
有效寬度(bd)依本節載重能力考量部分規定計算，並以fd替代f 值計算之。
解說：除了較小的寬厚比情形外，一般而言，構材結構的效率在同樣寬厚比值的加勁肢材會比
未加勁肢材來得大。但對於寬厚比值大的加勁肢材而言，在受到壓力作用之下，可能造
成加勁肢材的寬度不能完全有效。正如一般使用的浪板與嵌板，因使用需求而使其寬厚
比值甚大，在此種情形下，中間加勁材則提供了受壓加勁肢材相當的承載能力，也就是
在經濟效益的表現上提供了相當的幫助。
圖C-4.6-1 有效寬度的位置示意圖
93 年版規範“具單個中間加勁材之均布受壓肢材”和“多個中間加勁材之加勁肢材”
的相關規定，主要以Pekoz [4.18, 4.19]的研究結果發展研擬。透過後續的相關研究 –
Schafer 與Pekoz [4.28]和Yang 與Schafer [4.29]，將具單個中間加勁材或多個中間加勁材
均布受壓肢材的有效寬度計算，以予整合處理。
折減因子(ρ)的計算乃基於整體的肢材，並不是以肢材平板的部分考量，也就是忽略中間
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加勁材的幾何複雜度，將肢材整體折減為有效寬度以利計算有效斷面的相關性質，同時
將扭曲挫屈(distortional buckling)的情形納入考量，有效寬度的位置將位於原有整體肢材
中心線上，以取代原有肢材複雜的幾何形狀；在計算有效寬度時，有可能產生有效寬度
(be)大於加勁肢材的平寬(bw)的現象，這是因為be計算時包含了來至加勁材的貢獻，然bw
則僅為肢材的平板段，所以當ρ值接近1.0 時，有效寬度會大於加勁肢材的平寬，此種現
像可視為正確的。
4.6.1.1 具中間加勁材之均布受壓肢材的板挫屈係數
1. 對於受均布受壓的加勁肢材含任意數量、尺寸和位置的中間加勁材，其板挫屈係數依
下列規定計算之：
2
p
w
loc
b
b
4
k
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
=
(4.6-8)
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛+
+
+
=
∑
∑
=
=
n
1
i
i
i
2
n
1
i
i
i
2
2
d
ω
δ
2
1
β
ω
r
2
)
β
1(
k
(4.6-9)
其中
4
1
n
1
i
i
i
1
ω
r
2
β
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
=
∑
=
(4.6-10)
其中
3
w
i
sp
i
t
b
)
I(
92
.
10
r =
(4.6-11)
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
=
w
i
2
i
b
c
π
sin
ω
(4.6-12)
t
b
)
A
(
δ
w
i
s
i =
(4.6-13)
如 Lbr < βbw，β 值可以Lbr / bw的值取代，以考量側向支撐所增加的能力。
2. 對於受均布受壓的加勁肢材含單一個中間加勁材或數個相同尺寸和間距的中間加勁
材，其板挫屈係數依下列規定計算之：
(
)2
loc
1
n
4
k
+
=
(4.6-14)
))
1
n
(
δ
1(
β
)
n
1(
γ
)
β
1(
2
2
2
+
+
+
+
+
(4.6-15)
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其中
其中
如 Lbr < βbw，β 值可以Lbr / bw的值取代，以考量側向支撐所增加的能力。
解說：有別於前一版僅考量局部挫屈的影響，具中間加勁材之均布受壓加勁肢材的板挫屈係
數，取決於兩類的挫屈行為：(1) 局部挫屈－中間加勁材在變形中維持一樣的位置；(2) 扭
曲挫屈－中間加勁材隨著板挫屈的曲線移動，如圖C-4.6-1 所示。實驗研究發現具有數
個中間加勁材的加勁肢材較容易有扭曲挫屈的現象產生。
圖C-4.6-1 具中間加勁材之均布受壓加勁肢材的挫屈模式
4.6.2 具中間加勁材之邊緣加勁肢材的有效寬度
邊緣加勁肢材係指具邊緣加勁材的肢材
1. 載重能力考量
對於具中間加勁材的受壓邊緣加勁肢材，其有效寬度依下列規定計算之：
當 bw/t ≤ 0.328S 邊緣加勁肢材視為完全有效不需要折減
當 bw/t > 0.328S 邊緣加勁肢材則需要折減，其板挫屈係數 (k)依第4.5 節規定計算，
其中w 值以bw的值取代
(a) 局部挫屈
(b) 扭曲挫屈
板的次肢材
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如挫屈係數(k)的計算結果小於4.0，則中間加勁材可以予忽視，邊緣加勁肢材之有效
寬度則依第4.5 節規定計算
如挫屈係數(k)的計算結果等於4.0，邊緣加勁肢材之有效寬度則依第4.6.1 節規定計
算，扭曲挫屈的板挫屈係數之修正係數(R)依依第4.6.1 節規定計算，但其值必須小於
或等於1.0
其中
bw = 邊緣加勁肢材之整體平寬
2. 位移考量
有效寬度(bd)依本節載重能力考量部分規定計算，並以fd替代f 值計算之。
解說：具中間加勁材的受壓邊緣加勁肢材，其挫屈模式包含：局部次肢材的挫屈、中間加勁材
的扭曲挫屈、邊緣加勁肢材整體扭曲挫屈。當邊緣加勁肢材夠堅實(bw/t ≤ 0.328S)，或邊
緣加勁材的長度在足夠的情況下(Is>Ia)，邊緣加勁肢材就如同加勁肢材一般，在這樣的情
形下，對於局部次肢材的挫屈或中間加勁材的扭曲挫屈的影響下，受壓肢材的有效寬度
可依第4.6.1 節規定計算。然而，考量邊緣加勁肢材並不如加勁肢材一般，有腹板的旋
轉束縛，因此對於第4.6.1 節內的修正係數(R)採保守的小於或等於1.0。