¶ 建築物混凝土結構設計規範|112年版・含113年勘誤|第十一章 牆
發布機關:內政部
版本:112年8月10日台內營字第1120809921號令修正發布,113年1月1日生效;113年2月19日內授國建管字第1130800784號函勘誤。
文件性質:設計規範及解說(含113年勘誤)
官方來源:內政部主管法規共用系統 | 國土管理署發布頁
查核日期:2026年8月28日。
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第十一章 牆 第十一章 牆 11.1 範圍 11.1.1 本章適用於下列(a)到(c)之非預力與預力牆的設計: (a) 場鑄 (b) 工廠預鑄 (c) 包含預鑄扶立牆之現場預鑄 解說: 本章一般適用於作為豎向及側向力抵抗構材的牆。相對於符合第18.7節之特殊結構牆,本章包含一般 結構牆面內剪力之規定。 11.1.2 特殊結構牆設計應符合第十八章規定。 解說: 特殊結構牆之細部規定於第18.7節。本規範使用同義於 “剪力牆” 之用語 “結構牆”。“剪力牆” 雖未 於本規範定義,然而結構牆於第二章定義時說明”剪力牆屬於一種結構牆”。 ASCE 7定義一結構牆為符合承重牆或剪力牆定義之牆體。承重牆定義為一牆體可承受一明確界限值 以上的垂直載重。剪力牆定義為一設計用以抵抗作用於面內側向力之牆體,包含承重牆或非承重牆。ASCE 7之定義已廣泛地被接受。 11.1.3 純混凝土牆設計應符合第十四章規定。 11.1.4 懸臂式擋土牆設計應符合第十三章規定。 11.1.5 牆作為地梁設計時應符合第13.3.5節規定。 11.1.6 本規範允許使用具隔熱形式場鑄牆於一或二層樓之建築物。 解說: 對於採用隔熱混凝土形式建造之場鑄牆,本規範不提供其明確的設計要求。具隔熱混凝土形式建造 之場鑄牆的設計指引可以參考PCA 100及ACI 560R。 11.2 通則 11.2.1 材料 11.2.1.1 混凝土之設計性質應依第十九章規定。 11.2.1.2 鋼筋之設計性質應依第二十章規定。 11.2.1.3 混凝土中埋設物之材料、設計與細部配置要求應依第20.6節規定。 11.2.2 與其他構材之接合 11.2.2.1 預鑄牆之接合部設計應依第16.2節規定。 11.2.2.2 牆與基礎之結合部應符合第16.3節規定。 11.2.3 載重分布 11.2.3.1 除經分析顯示外,牆用於抵抗每一集中載重之水平有效長度應不超過集中載重間之 11-1
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第十一章 牆 較小中心距,亦不得大於支承面寬度加4倍之牆厚。除非設計時已考量力量可經過接 縫傳遞,承載之有效水平長度應不延伸至牆垂直接縫外。 11.2.4 相接構件 11.2.4.1 牆應錨定於與其相接之構件例如樓板、屋頂、柱、壁柱、撐牆、相接牆或基腳。 11.2.4.2 對於 P > 0.2 f ¢A 之場鑄牆,其於樓板系統厚度內之牆體部分的規定抗壓強度應不小 u c g 於牆體 f ¢ 的0.8倍。 c 解說: 未依賴相接構件支撐的牆,不須與相接構件進行連結。為容納變形之差異,將巨型擋土牆與相接牆 分離並非不尋常的作法。 係數0.8反應於重力載重下,樓板與牆接頭較樓板與柱接頭之圍束減少的影響。 11.3 設計限制 11.3.1 最小牆厚 11.3.1.1 最小牆厚應符合表11.3.1.1規定。若經結構分析其具有合適之強度與穩定性時,則可 採用厚度較薄的牆。 表11.3.1.1 最小牆厚h 牆型式 最小牆厚h 10 cm (a) 取 [1] 承重牆 大 未支撐長度與未支撐高度之 值 (b) 較小者的1/25 10 cm (c) 取 非承重牆 大 未支撐長度與未支撐高度之 值 (d) 較小者的1/30 [1] 地下室外牆與基礎外牆 20 cm (e) [1] 僅用於依第11.5.3節簡易設計法所設計的牆 解說: 最小厚度需求可不用於依第11.5.2節設計或第11.8節分析之承重牆、地下室外牆及基礎外牆。 11.4 需求強度 11.4.1 通則 11.4.1.1 需求強度應依第五章規定之因數化載重組合計算。 11.4.1.2 需求強度應依第六章規定之分析程序計算。 11.4.1.3 長細效應計算應符合第6.6.4節、第6.7節及第6.8節之規定。或者對符合第11.8節要求 11-2
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第十一章 牆 之牆,得採用該節之面外長細分析。 解說: 一般作用於牆上之力量於圖R11.4.1.3說明。 面內剪力 軸力 面內彎矩 面外剪力 面外彎矩 自重 圖R11.4.1.3 面內與面外力量 11.4.1.4 牆之設計應考慮軸向載重之偏心及側向或其他載重之作用。 11.4.2 因數化軸力與彎矩 11.4.2.1 牆應按每一適用載重組合下伴隨因數化軸力之最大因數化彎矩Mu設計。偏心下之因 數化軸力Pu應不超過 φPn,max,其中Pn,max須依第22.4.2.1節之規定,且強度折減因子 φ 須依第21.2.2節之壓力控制斷面決定。最大因數化彎矩Mu應依第6.6.4節,第6.7節或 第6.8節之長細效應進行放大。 11.4.3 因數化剪力 11.4.3.1 牆應依最大面內與面外Vu 設計。 11.5 設計強度 11.5.1 通則 11.5.1.1 任一適用之因數化載重組合下,所有斷面之設計強度應符合 φSn ≥ U,包含下列(a) 至(c)項,且應考量軸向載重與彎矩之交互影響。 (a) φPn ≥ Pu (b) φMn ≥ Mu (c) φVn ≥ Vu 11.5.1.2 φ 值應依第21.2節規定決定之。 11-3
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第十一章 牆 11.5.2 軸向載重與面內或面外撓曲 11.5.2.1 就承重牆而言,Pn與Mn (面內或面外) 之計算應符合第22.4節規定。或者軸向載重與 面外撓曲得依第11.5.3節加以考慮。 11.5.2.2 就非承重牆而言,Mn之計算應符合第22.3節規定。 解說: 就定義而言,非承重牆不承受任何顯著之軸力;因此,撓曲強度不為軸力之函數。 11.5.3 軸向載重與面外撓曲-簡易設計法 11.5.3.1 若矩形斷面實心牆之所有因數化載重合力落在牆厚之中間1/3部分時,Pn 得按下式計 算: 2 ⎡ ⎤ ⎛ kℓ ⎞ c P = 0.55 f ′ A ⎢1− ⎥ (11.5.3.1) n c g ⎜ ⎟ ⎝ 32h ⎠ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ 解說: 簡易設計法只能適用於矩形斷面實心牆; 其他形狀之設計宜符合第11.5.2節規定。 面外力量所造成之偏心軸向載重與面外彎矩,係用於決定因數化軸力Pu的最大總偏心量。沿高度方 向上之各斷面,其所有適用載重組合之軸向合力落於牆變形前之牆厚中心1/3內 (偏心不大於h/6),則牆 內不產生拉力,可採用簡易設計法,設計時可考慮Pu為無偏心軸力。因數化軸力Pu宜小於或等於依式 (11.5.3.1) 計算之設計軸向強度 φPn。 就不同支撐與束制端條件且載重作用於牆厚中心1/3內之構材,依式(11.5.3.1)所得強度與按第11.5.2 節所得者類似,參照圖R11.5.3.1。 11-4
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第十一章 牆 圖R11.5.3.1 牆的簡易設計法,式(11.5.3.1)與第11.5.2節之比較 11.5.3.2 式(11.5.3.1)中使用之有效長度因子k應符合表11.5.3.2。 表11.5.3.2 牆之有效長度因子k 邊界條件 k 牆上下端有側撐均能抵抗側向移動,且: (a) 至少一端或兩端有束制能抵抗轉動 (上端、下端或上下二端) 0.8 (b) 兩端均無束制不能抵抗轉動 1.0 牆無側撐抵抗側向移動 2.0 11.5.3.3 由式(11.5.3.1)所得之Pn應依第21.2.2節壓力控制斷面之 φ 折減。 11.5.3.4 牆鋼筋應至少符合第11.6節之規定。 11.5.4 面內剪力 11.5.4.1 Vn之計算應符合第11.5.4.2節至第11.5.4.4節規定。或者對hw /ℓw<2之牆,其面內剪力 之設計得採用第二十三章之壓拉桿方法。就所有情形,鋼筋應符合第11.6節,第11.7.2 節及第11.7.3節規定。 11-5
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第十一章 牆 解說: 就高度對長度之比值較小的結構牆而言, 其面內剪力是非常重要的。就較高之牆體而言,特別是鋼筋 均勻分布的牆,其設計可能主要受撓曲因素控制;例外情況可能發生在承受強烈地震作用之高結構牆上。 11.5.4.2 任一水平斷面的V 應不超過 2.12 f ′ A [ 0.66 f ′ A ]。 n c cv c cv 11.5.4.3 Vn應按下式計算: V = α λ f ′ + ρ f A (11.5.4.3) n ( c c t yt ) cv 對hw/ℓw ≤ 1.5者,係數 αc之值取0.8 [0.25];對hw/ℓw ≥ 2.0者,係數 αc之值取0.53 [0.17] ;若hw/ℓw介於1.5與2.0之間,則係數 αc在0.8 [0.25]與0.53 [0.17]之間作線性變化。 11.5.4.4 若牆承受一淨軸拉時,式(11.5.4.3)中之 αc應按下式計算: ⎛ N ⎞ ⎛ 0.29N ⎞ u u α = 0.53⎜1+ ⎟ ≥ 0 [ α = 0.17⎜1+ ⎟ ≥ 0 ] (11.5.4.4) c c ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 35A A ⎝ g ⎠ ⎝ g ⎠ 其中Nu為拉力時取負。 解說: 此限制為避免剪力牆斜壓破壞。第11.5.4.2節公式之係數由2.65 [0.83]減為2.12 [0.66],其原因為有效 剪力面積已由前版規範之hd增加為hℓw。 為改善規範之一致性,第11.5.4.3節之標稱面內剪力強度公式,其形式現在已與第18.7.4.1節之抵抗地 震載重結構牆的剪力強度公式相同。根據Orakcal等人(2009)的研究成果顯示,採用公式(11.5.4.3)計算所 得之標稱強度值相似於前版規範公式所得之值,因此,兩者可提供一相當的安全等級。若結構牆之淨軸 拉力由全部牆斷面計算而得時,則由混凝土提供之剪力強度貢獻會被降低且可予以忽略。就這些構材而 言,牆之橫向鋼筋必須設計能抵抗幾乎大部分之因數化剪力。 11.5.5 面外剪力 11.5.5.1 Vn 應依第22.5節規定計算。 11.6 鋼筋限制 11.6.1 若面內V ≤ 0.5φαλ f ′A ,ρ 及ρ 之最小值應符合表11.6.1。牆經結構分析證明有足夠之強 u ℓ t c c cv 度及穩定性時,上述限制可不須符合。 表11.6.1 牆面內V ≤ 0.5φαλ f ′A 之最少鋼筋量 u c c cv [1] 非預力 規定降伏強度fy, 最少縱向鋼筋比 最少橫向鋼筋比, 牆形式 鋼筋/鋼線尺寸 2 鋼筋型式 kgf/cm [MPa] ,ρℓ ρt ≥ 4200 [420] 0.0012 0.0020 ≤ D16 竹節鋼筋 < 4200 [420] 0.0015 0.0025 場鑄 > D16 任一 0.0015 0.0025 焊接 鋼線標稱線徑 任一 0.0012 0.0020 11-6
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第十一章 牆 鋼線網 ≤ 16 mm 竹節鋼筋或銲接 [2] 預鑄 任一 任一 0.0010 0.0010 鋼線網 [1] 2 平均有效壓應力至少16 kgf/cm [1.6 MPa] 之預力牆,不必符合最少縱向鋼筋比ρℓ之要求。 [2] 就單向預鑄預力牆,若其寬度不大於3.6 m且未使用機械式接合而造成橫向束制時,與撓曲鋼筋垂直方向之最少鋼筋需求可不 必符合。 解說: 所有牆皆需要水平與垂直鋼筋。分布鋼筋之方向即為平行於牆之縱軸或橫軸方向。因此,對垂直牆 段而言,水平分布鋼筋比之符號為ρt,垂直分布鋼筋比之符號為ρ 。 ℓ 寬度小於或等於3.6 m之預鑄預力牆可不配置橫向鋼筋,因為該寬度小於收縮與温度應力達到須配置 橫向鋼筋之值的寬度;此外,多數收縮發生於預鑄構材接合至主結構體以前。於結構組裝完成時,構材 間橫向接合之剛性不易達到如同一體澆置混凝土者;因此,由於收縮與温度變化所造成之橫向束制應力 將顯著減少。 預鑄牆之牆鋼筋最小面積已使用多年,其由預鑄/預力混凝土協會 (PCI MNL-120) 及加拿大混凝土 設計標準 (2016) 所建議。第11.7.2.2節允許減少最少鋼筋量與較大之間距,係基於預鑄牆板在早期養護 階段,其邊緣幾乎沒有束制,所產生之收縮應力比類似之場鑄牆少。 11.6.2 若面內 V > 0.5φ α λ f ′ A 時,應符合(a)與(b)二者之規定: u c c cv (a) ρ 應至少為式(11.6.2)及0.0025二者之大值,但不必超過第11.5.4.3節要求之ρt。 ℓ ρ ≥ 0.0025 + 0.5(2.5 − hw/ℓw)(ρt − 0.0025) (11.6.2) ℓ (b) ρt應至少為0.0025。 解說: 就受單向載重具高度對長度比值低的牆而言, 試驗資料 (Barda等人 1977) 顯示水平剪力鋼筋抵抗 剪力之效果不如垂直鋼筋。此種水平鋼筋對垂直鋼筋效果之改變,可由式(11.6.2)顯示出來。當hw/ℓw小於 0.5時,垂直鋼筋量與水平鋼筋量相等;當hw/ℓw大於2.5時,則僅須提供最少量垂直鋼筋 (0.0025sh)。 11.7 鋼筋細則 11.7.1 通則 11.7.1.1 鋼筋之混凝土保護層應依第20.5.1節規定。 11.7.1.2 竹節及預力鋼筋之伸展長度應依第25.4節規定。 11.7.1.3 竹節鋼筋之續接應依第25.5節規定。 11.7.2 縱向鋼筋間距 11.7.2.1 場鑄牆的縱向鋼筋間距s應不超過3h及45 cm二者之較小值。若面內強度需要剪力鋼 筋時,縱向鋼筋間距應不超過ℓw / 3。 11.7.2.2 預鑄牆的縱向鋼筋間距s應不超過(a)與(b)二者之較小值: (a) 5h (b) 外牆為45 cm;內牆為75 cm。 若面內強度須配置剪力鋼筋時,s應不超過3h、45 cm及ℓw / 3等三者之最小值。 11-7
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第十一章 牆 11.7.2.3 若牆厚大於25 cm,除單層樓地下室牆與懸臂擋土牆外,每一方向分布鋼筋須至少配 置兩層且每層須鄰近各牆面。 11.7.2.4 撓曲拉力鋼筋應分布良好且儘可能地設置接近拉力面。 11.7.3 橫向鋼筋間距 11.7.3.1 場鑄牆之橫向鋼筋間距s應不超過3h及45 cm之二者較小值。若面內強度需剪力筋時 ,s應不超過 ℓw / 5。 11.7.3.2 預鑄牆之橫向鋼筋間距s應不超過(a)與(b)二者之較小值: (a) 5h (b) 外牆為45 cm;內牆為75 cm。 若面內強度需設剪力筋時,s應不超過3h、45 cm [450 mm]及ℓw / 5等三者之最小值。 11.7.4 縱向鋼筋之側向支撐 11.7.4.1 若牆需縱向鋼筋抵抗壓力且Ast超過0.01Ag時,縱向鋼筋應受橫向箍筋支撐。 11.7.5 開孔周圍鋼筋 11.7.5.1 於牆內若有窗、門及類似尺寸之開孔者,除上述第11.6節之最少鋼筋量規定外,於 雙層鋼筋之牆內開孔四周雙向須加至少2根 D16之鋼筋,而於單層鋼筋之牆內開孔 四周雙向須加至少單根 D16之鋼筋;且其錨定長度須足以使鋼筋於開孔角隅處受拉 時發揮fy。 11.8 面外長細牆分析替代方法 11.8.1 通則 11.8.1.1 符合(a)至(e)規定的牆,得依本節方法分析其面外長細效應: (a) 整片牆之斷面不因高度而改變。 (b) 於面外彎矩影響下牆為拉力控制。 (c) φMn至少為Mcr, 而Mcr可由第19.2.3節之fr計算。 (d) 牆半高斷面處之Pu不超過0.06fc′Ag。 (e) 使用載重下包含P∆效應的面外計算撓度∆s不超過ℓc/150。 11.8.2 模擬 11.8.2.1 牆應以受面外均布側向載重、具簡支承之軸向載重構材加以分析,其最大彎矩及撓 度發生在牆半高處。 11.8.2.2 作用在牆任意截斷面上方之集中重力載重,得假設分布於支承寬度加上各邊以斜度 為垂直2水平1之範圍,但不可超過(a)或(b): (a) 集中載重之間距。 (b) 牆板之外緣。 解說: 本節流程為第11.5.2.1節規定之替代設計方法,適用頂部旋轉已被束制之長細牆板的面外設計。 具窗或其他較大開孔之牆板,於其全高度上不可視為具固定斷面的牆板,此類牆之設計時宜計入開 孔之影響。 有關預鑄扶立牆與其建築物設計之許多觀點於ACI 551.2R及Carter等人 (1993) 中討論。 11-8
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第十一章 牆 11.8.3 因數化彎矩 11.8.3.1 承受撓曲與軸力共同作用之牆,其半高處的Mu應包含符合(a)或(b)之牆撓度效應; (a) 採用下式進行迭代計算 Mu = Mua + Pu∆u (11.8.3.1a) 其中,Mua 為因側向力及偏心垂直載重於不考慮P∆效應下,牆半高處之最大因數化 彎矩。 ∆u 應依下式計算: 2 5M ℓ u c Δ = (11.8.3.1b) u (0.75)48E I c cr 其中,Icr 應依下式計算: 3 ⎛ ⎞ ℓ c E P h w s u 2 I = ⎜ A + ⎟(d − c) + (11.8.3.1c) cr s ⎜ ⎟ E f 2d 3 c ⎝ y ⎠ 且Es / Ec值應至少為6。 (b) 採用下式直接計算 M ua M = u (11.8.3.1d) 2 ⎛ 5P ℓ ⎞ u c 1− ⎜ ⎟ (0.75)48E I ⎝ c cr ⎠ 解說: 式(11.8.3.1c)之中性軸深度c相應於下列之縱向鋼筋有效面積。 P ⎛ h/2 ⎞ u A = A + se,w s ⎜ ⎟ f ⎝ d ⎠ y 11.8.4 使用載重下之面外撓度 11.8.4.1 因使用載重所造成之面外撓度∆s應依表11.8.4.1計算,其中Ma由第11.8.4.2節計算而得 。 表11.8.4.1 ∆s 的計算 Ma ∆s ⎛ M ⎞ a Δ = Δ ≤ (2/3)M s ⎜ ⎟ cr (a) cr M ⎝ cr ⎠ (M − (2 / 3)M ) a cr Δ = (2 / 3)Δ + (Δ − (2 / 3)Δ ) > (2/3)M s cr n cr (b) cr (M − (2 / 3)M ) n cr 11.8.4.2 承受使用載重之側向及偏心垂直載重且包含Ps∆s效應之牆,其半高處之最大彎矩Ma 應依式(11.8.4.2)採撓度迭代計算而得。 Ma = Msa + Ps∆s (11.8.4.2) 11.8.4.3 ∆cr與∆n應使用(a)與(b)計算: 11-9
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第十一章 牆 2 5M ℓ cr c (a) Δ = (11.8.4.3a) cr 48E I c g 2 5M ℓ n c (b) Δ = (11.8.4.3b) n 48E I c cr 11.8.4.4 Icr應依式(11.8.3.1c)計算。 解說: 試驗結果 (Athey 1982) 顯示,當工作載重之彎矩大於 2/3Mcr 時,其面外撓度會急速增加。當Ma > 2/3Mcr 時,則於∆cr及∆n 間採用線性內差方式決定∆s。 工作載重之載重組合並沒有於第五章中定義,但於ASCE/SEI 7附錄C中有所討論。ASCE/SEI 7的附 錄並非該標準之強制部分,對於工作載重下之結構側向撓度計算,則可依ASCE/SEI 7附錄C之建議,使 用的載重組合為: D + 0.5L + Wa 其中,Wa 為基於ASCE/SEI 7附錄C解說所提供之工作載重風速所得風載重。若此長細牆主要用於抵抗地 震效應E,且E為考慮強度載重之地震效應,則下列載重組合適合用於評估工作載重下之側向變位。 D + 0.5L + 0.7E 11-10