¶ 鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說－09_第九章_耐震設計_pdf（第 21–30 頁）
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9.8 特殊
特殊
特殊
特殊同心斜撐構架
同心斜撐構架
同心斜撐構架
同心斜撐構架
1. 採用特殊同心斜撐構架之鋼骨鋼筋混凝土構造，其斜撐應採用鋼骨
構材或內部填充混凝土之鋼管構材。
2. 斜撐構材採用鋼骨構材設計時，應符合內政部所定之「鋼結構極限
設計法規範及解說」中之特殊同心斜撐構架相關規定；採用內部填
充混凝土之鋼管斜撐構材，其設計應符合本規範第六章之相關規定。
3. 斜撐構材與構架之接合應符合「鋼結構極限設計法規範及解說」中之
特殊同心斜撐構架相關規定。
解說:根據2005 年AISC Seismic Provisions [57]將同心斜撐構架系統分為普
通同心斜撐構架(Ordinary Concentrically Braced Frame，OCBF)與特殊
同心斜撐構架(Special Concentrically Braced Frame，SCBF)，其中OCBF
在彈性階段具有良好的勁度與強度，然而，就抵抗強烈地震而言，受
到較大的反復水平力作用時，斜撐構材受到過大的軸向壓力而產生挫
屈，甚至可能因過度之挫屈變形，導致材料在未發揮消能容量之前即
提早斷裂，使得遲滯迴圈呈現衰減與束縮，嚴重影響結構系統之韌性。
特殊同心斜撐構架(SCBF)的出現改善OCBF 之缺點，AISC Seismic
Provisions 係利用斜撐構材長細比(Slenderness Ratio)及斷面寬厚比
(Width-Thickness Ratio)等限制，來避免SCBF 之斜撐構材發生非預期
的挫屈變形，提升其韌性及非彈性階段之變形能力。SCBF 在系統配
置與接合細部要求上較OCBF 嚴格，當受到較大的反復水平力作用時
可承受較大之非彈性變形，使整體構架耐震性能提升。
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9.9 偏心斜撐構架
偏心斜撐構架
偏心斜撐構架
偏心斜撐構架
採用偏心斜撐構架之鋼骨鋼筋混凝土構造，其連桿梁應採用鋼材設
計，且連桿梁不可與包覆型鋼骨鋼筋混凝土柱相接。斜撐應採用鋼骨構
材或內部填充混凝土之鋼管所組成。
鋼骨鋼筋混凝土偏心斜撐構架之連桿梁與斜撐之設計，應符合內政
部所定「鋼結構極限設計法規範及解說」之相關規定。
解說:偏心斜撐構架設計的基本出發點是把連桿梁 (Link Beam) 設計為整
個構架中最先降伏且最具韌性的結構構材，同時並把斜撐、柱及連桿
梁以外之梁段及梁柱接頭設計得比連桿梁還要強[57]。大地震來襲
時，連桿梁是偏心斜撐構架主要的消能器，同時它的角色又好像是構
架的保險絲。
一般而言，偏心斜撐構架之連桿梁宜設計為「剪力連桿梁」(Shear
Link)，且在連桿梁發生充分降伏與應變硬化之最大作用力下，構架中
之斜撐、柱與連桿梁外之梁段均應保持在彈性範圍內。
由於混凝土材料之韌性較鋼材為差，故不適合以SRC 梁作為連桿梁
之設計。此外，由於連桿梁被賦予較大的韌性變形能力，故亦不適合
直接將連桿梁與包覆型SRC 柱相接，以免在連桿梁發生充分降伏變
形時，連帶造成SRC 柱之混凝土嚴重開裂破壞。
在AISC 耐震設計規定[57]中包含合成構造之偏心斜撐構架系統
(C-EBF, Composite Eccentrically Braced Frames) ，該規定對偏心斜撐
構架之柱允許採用鋼柱、鋼筋混凝土柱或合成柱，但是連桿梁則必須
為鋼梁。
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9.10 剪力牆
剪力牆
剪力牆
剪力牆
本節所稱之鋼骨鋼筋混凝土剪力牆，係指牆體周邊梁、柱為包覆型
鋼骨鋼筋混凝土構材，牆體本身為鋼筋混凝土牆或鋼板牆，或內裝鋼板
或對稱鋼骨斜撐之鋼骨鋼筋混凝土牆。
當剪力牆為鋼板牆，或是內裝鋼板或對稱鋼骨斜撐之鋼骨鋼筋混凝
土牆時，其設計應符合本節之要求；當剪力牆之牆體為鋼筋混凝土牆
時，其設計應依內政部所定「混凝土結構設計規範」之相關規定處理。
內裝鋼板或鋼骨斜撐之鋼骨鋼筋混凝土剪力牆，其包覆鋼板或斜撐
兩側之混凝土應具有足夠之厚度，且各側混凝土內均須配置適當之剪力
鋼筋。內裝鋼骨斜撐之剪力牆，其斜撐構材應為兩支且須對稱配置。
解說：內裝鋼板或鋼骨斜撐之SRC 剪力牆，其牆體兩側之混凝土須具有足
夠的厚度，以防止剪力牆內之鋼板或鋼骨斜撐發生挫屈現象。根據
AISC 耐震設計規定[57]之要求，採用內裝鋼板之SRC 剪力牆若鋼板
兩側均受到混凝土包覆，則鋼板各側之混凝土厚度須為100mm 以上；
若鋼板僅單側受到混凝土包覆，則包覆鋼板之混凝土厚度須為200mm
以上。
此外，AISC 耐震設計規定[57]為有效控制鋼板之寬厚比，要求須於
鋼板上配置適當之剪力釘以確保混凝土與鋼板密切結合，且混凝土能
進一步提供足夠之勁度防止鋼板發生剪力挫屈。不過由於上述之要求
尚未有充分之實驗證明，因此本節未對包覆鋼板之混凝土厚度作定量
之要求，惟設計時應注意混凝土具有足夠之厚度，以防止SRC 剪力牆
內之鋼板或鋼骨斜撐發生挫屈。
當採用內裝鋼骨斜撐之SRC 剪力牆時，為了控制剪力牆之厚度，一般
多採用平鋼棒作為斜撐構材，平鋼棒之設計應具有足夠之拉力與壓力
強度[13]。
相較於內裝鋼板或鋼骨斜撐之SRC 剪力牆，純粹的鋼板剪力牆具有製
作與施工較為方便快速之優點。近年來，由於低降服鋼板 (Low Yield
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Point Steel) 之研究發展進步快速，應用LYP 鋼板之剪力牆日漸受到
重視。
本節所稱之SRC 剪力牆其周邊梁柱與牆體之組合可如表C9.10.1 所示
[13]。惟當SRC 構造採用填充型鋼管混凝土柱與鋼梁時，由於剪力牆
之牆體與鋼管柱及鋼梁之結合較為困難，因此若欲增加此種構造之側
向勁度，則宜考慮採用同心斜撐或偏心斜撐系統。
9.10.1 剪力牆之剪力強度
剪力牆之剪力強度
剪力牆之剪力強度
剪力牆之剪力強度
符合第9.10.4節相關規定之內裝鋼板或內裝雙對稱鋼骨斜撐之鋼骨
鋼筋混凝土剪力牆，其設計剪力強度φvVnw 應為鋼骨部分與鋼筋混凝土
部分剪力強度之和，即：
φvVnw = φvsVnws + φvrcVnwrc (9.10-1)
其中：
φvsVnws = 鋼骨鋼筋混凝土剪力牆中鋼骨部分之設計剪力強度，φvs =
0.9，Vnws 應依第9.10.2 節之規定計算
φvrcVnwrc = 鋼骨鋼筋混凝土剪力牆中鋼筋混凝土部分之設計剪力強度，
表C9.10.1 SRC 構造剪力牆型式之示意圖[13]
| 牆 梁 、柱 | 一般鋼筋混凝土剪力牆 | 牆內配置鋼骨斜撐之SRC 牆 | 牆內配置鋼板之SRC 牆 |
|---|---|---|---|
| 包覆型 SRC 構材 |
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φvrc = 0.75，Vnwrc 應依第9.10.3 節之規定計算
解說：目前AISC 設計規範尚未訂定鋼板剪力牆之設計標準，當需要採用鋼
板剪力牆時，應依據公開合理之研究成果審慎設計之。本節RC 部分
之強度折減係數 φvrc=0.75 係依據ACI-318-05 規範而訂定[50]。
9.10.2 鋼骨
鋼骨
鋼骨
鋼骨部分
部分
部分
部分之剪力強度
之剪力強度
之剪力強度
之剪力強度
1. 內裝鋼板之鋼骨鋼筋混凝土剪力牆，其鋼板之標稱剪力強度Vnws 依以
下規定計算：
Vnws = 0.6FypAsp (9.10-2)
其中： Fyp = 鋼板之標稱降伏應力，kgf/cm2
Asp = 剪力方向之鋼板斷面積，cm2
2. 內裝X 型或V 型雙對稱鋼骨斜撐之鋼骨鋼筋混凝土剪力牆，其斜撐之
標稱剪力強度Vnws 依以下規定計算：
Vnws = 2Pns cosθw (9.10-3)
其中： Pns = 鋼骨斜撐之標稱受壓強度，依第6.4.1 節決定之，惟公
式(6.4-5)中之reff 應取為rs
θw = 鋼骨斜撐與水平線之夾角
解說：內裝鋼板之SRC 剪力牆，若在鋼板兩側之混凝土有足夠之厚度，牆中
鋼板將受到混凝土之良好圍束，可不考慮局部挫屈之問題。內裝鋼骨
斜撐之SRC 剪力牆中，對稱配置之斜撐在受到側向力的作用下將會導
致一支斜撐受拉力、另一支受壓力，因此斜撐所提供之剪力強度將如
公式(9.10-3)所示。
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9.10.3 鋼筋混凝土
鋼筋混凝土
鋼筋混凝土
鋼筋混凝土部分
部分
部分
部分之剪力強度
之剪力強度
之剪力強度
之剪力強度
1. 無開孔之鋼筋混凝土剪力牆，其標稱剪力強度Vnwrc 依以下規定計算：
Vnwrc = (αc
c
'f
+ ρnFyr) Acv (9.10-4)
其中： αc 之值依以下規定計算：
(1) 當Hw/Lw
1.5
≦
時， αc = 0.80
(2) 當Hw/Lw
2.0
≧
時， αc = 0.53
(3) 當1.5< Hw/Lw <2.0 時， αc = 0.53 [3.0－(Hw/Lw )]
Hw = 剪力方向全牆或設計牆段之高度，cm
Lw = 剪力方向全牆或設計牆段之長度，cm
ρn = 與剪力作用方向垂直之平面上之牆筋比
Fyr = 牆剪力鋼筋之規定降伏應力，kgf/cm2
Acv = 剪力方向全牆或設計牆段之鋼筋混凝土總斷面積，cm2
2. 開孔之鋼筋混凝土剪力牆，其標稱剪力強度應為開孔附近各牆墩之標稱
剪力強度之和與上述第1 款所計得之標稱剪力強度之較小者。上述各牆
墩之標稱剪力強度應依公式(9.10-4)計算，惟公式中Hw/Lw 之值應取全
牆高寬比與各牆墩高寬比之較大值，計算時並應符合以下規定：
(a) 剪力牆中分擔同一側向力之各牆墩，其鋼筋混凝土部分之標稱剪力
強度之和不得超過2.11Acv
c
'f ，且各牆墩之標稱剪力強度不得超過
2.65Acp
c
'f
，其中Acv 為剪力方向全牆鋼筋混凝土部分之總斷面
積，Acp 為剪力方向各牆墩鋼筋混凝土部分之斷面積。
(b) 剪力牆中上下開孔間之水平牆段，其鋼筋混凝土部分之標稱剪力強
度不得超過2.65Acw
c
'f
，其中Acw 為上下相鄰開孔之間距乘以牆
厚之面積。
3. 剪力牆沿縱軸與橫軸方向之鋼筋比均不得小於0.0025，且每一方向之剪
力鋼筋間距均不得大於450mm。
4. 剪力牆應於其平面內平均分散配置兩相互垂直方向之剪力鋼筋，且當
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Hw/Lw 不超過2.0 時，豎向鋼筋比ρv 不得小於橫向鋼筋比ρn。
解說：有開孔之SRC 剪力牆其鋼筋混凝土部分之剪力破壞可能發生於開孔附
近之牆墩上，因此SRC 剪力牆中鋼筋混凝土部分之標稱剪力強度應
考慮開孔對牆體標稱剪力強度的影響[9]。
SRC 剪力牆中RC 部分剪力強度之計算公式 (9.10-4) 係依據ACI
318-05 之相關規定而訂定[50]。公式中平行剪力作用方向之牆筋比 ρn
之計算方式為 ρn = Av /(t×s)，其中Av 為牆筋在間距s 之斷面積，t 為
剪力牆之厚度，s 為牆筋之間距。公式中之αc 係數為考慮當剪力牆之
高寬比較小時，剪力牆將具有較高之標稱剪力強度。
本節所稱之水平牆段 (Horizontal Wall Segment) 係指垂直方向開孔間
之剪力牆塊；而所稱之剪力牆墩 (Wall Pier) 係指水平方向開孔間之垂
直剪力牆塊或開孔與周邊柱間之垂直剪力牆塊(如圖C9.10.1b)。
公式(9.10-4)中之高寬比Hw/Lw，對無開孔剪力牆而言為全牆高寬比
(如圖C9.10.1(a)所示)；對有開孔剪力牆而言則為全牆高寬比與剪力牆
墩高寬比(如圖C9.10.1(b)所示)之較大者。
為避免牆筋量太高導致在牆筋降伏前發生剪壓破壞，本節規定SRC
剪力牆中分擔同一側向力之各牆墩，其鋼筋混凝土部分之標稱剪力強
度和不得超過2.11Acv
；對於上下開孔間之水平牆段，其鋼筋混
凝土部分之標稱剪力強度亦不得超過2.65Acw
c
'f
剪力牆中縱向及橫向鋼筋之最小鋼筋比限制係依據ACI 318-05 之鋼
筋混凝土剪力牆之設計規定而訂定[50]。
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圖C9.10.1 剪力牆之高寬比Hw/Lw 及剪力牆墩與水平牆段示意圖
Lw
水平牆段
剪力牆墩
(a) 無開孔之剪力牆
(b) 開孔之剪力牆
| H | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| H w | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| L w | L w | |||||||||
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9.10.4 設計細則
設計細則
設計細則
設計細則
1. 鋼板剪力牆或內裝鋼板之鋼骨鋼筋混凝土剪力牆，其鋼板與周邊梁柱中
鋼骨之接合須能提供足夠之強度以傳遞所需之剪力。
2. 內裝鋼板之剪力牆，在配置周邊鋼骨鋼筋混凝土梁、柱之箍筋時，若須
在鋼板上穿孔則鋼板之貫穿孔應在工廠內施作完成，且鋼板上之穿孔應
不損害鋼板抗剪能力。
3. 剪力牆內之牆筋應均勻分佈於受剪面上，必要時須於應力傳遞複雜之處
加配適當之補強筋。
4. 剪力牆內之牆筋應錨定於周邊鋼骨鋼筋混凝土梁、柱之圍束核心內，使
牆筋能發揮其拉力達降伏應力。牆筋之錨定與續接，應依內政部所定「混
凝土結構設計規範」之相關規定辦理。
5. 鋼骨斜撐構材之設計應依內政部所定「鋼結構極限設計法規範及解說」
之相關規定辦理。
解說：由於內裝鋼板之剪力牆其鋼板須銲在周邊SRC 梁、柱之鋼骨翼板上，
故在配置周邊梁、柱之箍筋時，一般須在鋼板上穿孔讓箍筋穿過。因
此應注意鋼板上之穿孔應不損害抵抗剪力之能力，亦不得對鋼板與周
邊SRC 構材之間剪力傳遞造成不利之影響。
對於內裝鋼骨斜撐之剪力牆，本規範建議應以兩支斜撐對稱配置在一
片剪力牆中，其配置方式可參考圖C9.10.2。此外，為防止斜撐產生局
部挫屈及端部因應力集中而過早破壞，在斜撐端部及容易產生較大應
力處宜加配適當之補強筋，如圖C9.10.3 所示[13]。
採用內裝鋼板之剪力牆時，牆中之鋼板可用適當的銲接直接銲在周邊
SRC 構材之鋼骨上，或在周邊構材鋼骨上銲植剪力釘，再將鋼板銲在
剪力釘上之方式來傳遞剪力。牆筋錨定於周邊梁柱之混凝土核心內
時，其錨定長度可依「混凝土結構設計規範」[2]之規定處理。
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平鋼棒
圖C9.10.2 SRC 剪力牆中鋼骨斜撐之配置方式
(c)
補強區間
(a)
(b)
端部補強筋
平鋼棒
圖C9.10.3 內裝鋼骨斜撐之SRC 剪力牆中補牆筋之配置[13]
端部補強筋
埋入長度
15d