¶ 建築物混凝土結構設計規範|112年版・含113年勘誤|第十八章 耐震結構物(5/6)
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。
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。
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第十八章 耐震結構物 18.7.7 連接梁 18.7.7.1 連接梁如其 (ℓn/h) ≥ 4 ,應將牆邊界視為柱而滿足第18.3節之要求。如能分析證明連 接梁具有足夠側向穩定性,可不必受第18.3.2.1(b)與(c)節之限制。 f ′ f ′ 18.7.7.2 連接梁如其 (ℓn/h) < 2,且設計剪力Vu ≥ 1.06λ c Acw [Vu ≥ 0.33λ c Acw],應配置 對跨度中點對稱之兩組對角向鋼筋,除非能證明連接梁勁度、強度喪失後並不會對 結構承載垂直力造成危害,或妨礙逃生,或影響非結構元件及其與結構體接合處之 完整性。 18.7.7.3 連接梁未受第18.7.7.1節或第18.7.7.2節所控制者,得配置對跨度中點對稱之兩組對角 向鋼筋,亦可將牆邊界視為柱而按第18.3.3節至第18.3.5節之規定設計。 18.7.7.4 連接梁配置對跨度中點對稱之兩組對角向鋼筋,應滿足下列(a)與(b)之規定,並應符 合(c)或(d)之一,但不必符合第9.9節之規定。 (a) Vn 應依下式計算: V = 2 A f sin α ≤ 2.65 f ′ A n vd y c cw (18.7.7.4) V = 2 A f sin α ≤ 0.83 f ′ A [ n vd y c cw ] 式中 α 為對角向鋼筋與連接梁縱向軸之夾角。 (b) 任一組對角向鋼筋至少應具有四根鋼筋以兩層或多層排置。 (c) 任一組對角向鋼筋應由橫向鋼筋所圍封,在平行 bw 方向,此橫向鋼筋外緣至外 緣之尺寸應不小於 bw/2,而另一方向之尺寸應不小於 bw/5,此處 bw 為連接梁腹 板寬度。橫向鋼筋應符合第18.4.5.2(a)至(e)節之規定,而 Ash 應不小於(i)或(ii) 之大者: f ′ c 0.09sb (i) c f yt ⎛ A ⎞ f ′ g c 0.3sb −1 (ii) c ⎜ ⎟ A f ⎝ ch ⎠ yt 在計算 Ag 時,應假設對角向鋼筋組之四邊具有第20.5.1節規定之混凝土保護層。橫 向鋼筋沿對角鋼筋方向之間距應滿足第18.4.5.3(e)節之規定,亦應不大於對角鋼筋最 小直徑之6倍,且此橫向鋼筋於垂直對角鋼筋方向之繫筋或閉合箍筋各肢之間距應不 超過 35 cm。橫向鋼筋應連續配置通過對角鋼筋之交接處。於交接處,橫向鋼筋之 配置可以調整,惟仍須滿足間距與橫向鋼筋體積比之要求。於連接梁四周應分布配 置額外之縱向與橫向鋼筋,其於各別方向之總面積應不小於 0.002bws且其間距應不 大於30 cm。 (d) 橫向鋼筋應符合第18.4.5.2(a)至(e)節之規定對梁全斷面作配置,且Ash應不小於(i) 或(ii)之大者: f ′ c 0.09sb (i) c f yt ⎛ A ⎞ f ′ g c (ii) 0.3sb −1 c ⎜ ⎟ A f ⎝ ch ⎠ yt 橫向鋼筋之縱向間距應不大於15 cm與6倍對角鋼筋最小直徑之小者,梁斷面上垂直 18-41
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第十八章 耐震結構物 與水平方向上繫筋或閉合箍筋各肢之間距應不超過20 cm。任一繫筋或閉合箍筋各肢 均應緊繞於同尺寸或較大直徑之縱向鋼筋上。本節之橫向鋼筋得使用第18.3.4.3節所 規定之閉合箍筋型式。 解說: 結構牆間之連接梁能提供勁度與消能,在許多情況下,幾何條件限制常使連接梁形成深梁。深連接 梁可能係剪力控制,在地震中易造成強度與勁度之衰減。試驗結果 (Paulay與Binney 1974;Barney等人 1980) 顯示配置圍束對角向鋼筋提供深連接梁足夠抵抗能力。 試驗顯示對角向鋼筋具有大的傾斜角度時方為有效,因此限制 ℓn/h < 4 時才配置對角向鋼筋。前版 規範已修正且澄清中等跨深比之連接梁可按第18.3.3節至第18.3.5節之規定作配置。 對角向鋼筋得在梁斷面中採兩層或多層且儘量對稱配置。配置對角向鋼筋目的在提供連接梁所有之 剪力與對應之彎矩強度。若連接梁之彎矩強度係由對角向鋼筋與縱向鋼筋聯合提供者,其設計不適用本 節條款。 本節顯示兩種圍束方式。依照第18.7.7.4(c)節之規定,每一個對角向鋼筋組由縱向鋼筋與橫向鋼筋形 成鋼筋籠,如圖R18.7.7(a)所示,此鋼筋籠至少包括四根主筋與一個圍束混凝土核心。要求鋼筋籠與核心 的邊長乃為使鋼筋在受力降伏後,斷面仍具有足夠之穩定性。這些最小尺寸與鋼筋淨距之要求可能控制 結構牆之厚度。前版規範對圍束對角向鋼筋之橫向鋼筋間距已作放寬,但強調於對角向鋼筋相交處亦須 配置橫向鋼筋圍束,且簡化連接梁周邊縱向與橫向鋼筋之設計。採用上述配置細節之連接梁,預期可展 現可被接受之行為。橫向鋼筋 Ash 公式係要求等效柱在外殼混凝土剝落後仍確保其抗壓能力。 第18.7.7.4(d)節顯示了第2種圍束方式,其係對梁全斷面作圍束,而非僅圍束對角向鋼筋組,其如圖 R18.7.7(b)所示。此種圍束方式可以大幅降低現場閉合箍筋排置之困難,尤其在對角向鋼筋相交處以及對 角向鋼筋延伸進入牆邊界處。 當連接梁不設計為側向力抵抗系統之構材時,上述對角向鋼筋之相關要求可以忽略。 f ′ f ′ 試驗 (Barney等人1980) 證實按第18.7.7節配置之連接梁當剪力超過 2.65 c bwd [0.83 c bwd] f ′ f ′ 具有優良之韌性,故取 2.65 c bwd [0.83 c bwd] 為可接受之上限。 18-42
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第十八章 耐震結構物 梁水平鋼筋於牆中 A = 任一組對角向 vd 不發展 fy 之強度 鋼筋之總斷面積 A 對 稱 線 α h 牆邊界鋼筋 db A ℓn 註:為求清晰,對稱線各 立面圖 邊僅顯示部分之總需 橫 向 鋼 筋 於 求鋼筋 垂 直 對 角 鋼 筋 方 向 間 距 不 得 超 過 35 cm 橫 向 鋼 筋 於 垂 直 對 角 鋼 筋 方 向 間 距 不 得 超 過 35 cm ≥ bw/2 bw 斷面A-A 圖R18.7.7a 具對角向鋼筋之連接梁圍束對角鋼筋之情況。為求清晰,牆之邊界鋼筋僅顯示於一側。 18-43
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第十八章 耐震結構物 間距不得大於15 cm 或 6db 之小值 梁水平鋼筋於牆中 Avd = 任一組對角向鋼 不發展 fy 之強度 筋之總斷面積 B 對 稱 線 α h 牆邊界鋼筋 db B 註:為求清晰,對稱線各邊僅 ℓn 顯示部分之總需求鋼筋 立面圖 註:纏繞相同縱向鋼筋之繫筋, 其90度彎鉤應間隔換端 橫向鋼筋之間距 不得超過20 cm 橫向鋼筋之間距 斷面B-B 不得超過20 cm 圖R18.7.7b 具對角向鋼筋之連接梁斷面全圍束之情況。為求清晰,牆之邊界鋼筋僅顯示於一側。 18-44
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第十八章 耐震結構物 18.7.8 牆墩 18.7.8.1 牆墩須符合第18.4.4節、第18.4.5節與第18.4.6節所規定特殊彎矩構架之柱設計條款, 其交接面可取為牆墩淨高度之上下端處。另者,若牆墩之 (ℓw/bw) > 2.5,則其僅須符 合下列(a)至(f)規定: (a) 設計剪力之決定應按第18.4.6.1節之規定,其交接面可取為牆墩淨高度之上下端 處。若一般建築規範對抵抗地震力系統之超額強度有所規定,牆墩之設計剪力 不必大於含地震效應之因數化載重組合所得剪力值,惟該剪力值須使用修正因 數 Ωο作放大。 (b) Vn與分布剪力鋼筋之配置應符合第18.7.4節之規定。 (c) 橫向鋼筋應採閉合箍筋之型式配置。但若牆墩採單層鋼筋設計時,於平行ℓw方向 得使用單肢水平鋼筋,其兩端應具180° 彎鉤並緊繞於牆墩邊緣之縱向鋼筋。 (d) 橫向鋼筋之垂直間距應不大於15 cm。 (e) 橫向鋼筋配置範圍應垂直延伸至牆墩淨高度之上下端外至少30 cm。 (f) 應按第18.7.6.3節之規定配置特殊邊界構材。 18.7.8.2 對位於牆邊緣之牆墩,於緊臨牆墩上下端之牆段內,應配置水平鋼筋以將牆墩之設 計剪力傳遞至相鄰牆段內。 解說: 結構牆中常因門窗之設置而造成狹窄之垂直牆段,亦即所謂牆墩,而其尺寸之相關定義可詳第二章 。以往的地震勘災可見牆墩之剪力破壞,所以本節之設計旨意,係擬對牆墩提供足夠之剪力強度,以便 其發展出以撓曲主控之非彈性行為。本節條款適用在屬於抵抗地震力系統之牆墩;第18.11.6節則規定非 屬抵抗地震力系統之牆墩設計。根據第18.2.2節之規定,不論其是否為抵抗地震力系統之一部分,垂直牆 段對結構系統行為之影響均宜考慮。對 (ℓw/bw) ≤ 2.5之牆墩而言,其行為基本與柱類似。第18.7.8.1節規 定此類牆墩宜符合第18.4.4節至第18.4.6節中對鋼筋與剪力強度要求之條款。對 (ℓw / bw) > 2.5之牆墩,則 有其他替代之規定。 依據第18.4.6.1節所求得之設計剪力,在某些案例會有異常過大之情況。所以在第18.7.8.1(a)節之替 代規定中,設計剪力可依因數化載重組合求得,惟地震效應宜考慮結構系統之超額強度而作放大修正 。關於考慮抵抗地震力系統之超額強度,可使用放大之修正因數 Ωo,其相關資料可參見NEHRP (FEMA P749),ASCE/SEI 7及2012 IBC等文件獻。依目前我國建築物耐震設計規範與解說之規定,匯集構材及 與抵抗地震力結構系統之接合處,其地震力採放大1.4ay 倍設計,相較於NEHRP (FEMA P749), ASCE/SEI 7及2012 IBC等文獻之要求值,此地震力放大係數偏低。建議使用「樓層極限層剪力強度」 除以「樓層設計層剪力」之比值取代 Ωo,作為評估系統超額強度效應之方法。 第18.7.8.2節提及位於牆邊緣之牆墩。在面內剪力作用下,牆墩內之斜裂縫會衍生進入與其上下端相 鄰之牆段。除非這些相鄰之牆段有足夠的鋼筋配置,否則就會出現相鄰牆段之剪力破壞。參見圖R18.7.8 ,這些鋼筋在進入連接牆段之埋設長度,宜根據伸展長度需求與牆段之剪力強度而作決定。 18-45
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第十八章 耐震結構物 地震力方向 牆邊緣 牆墩之ℓw 需求之水平鋼筋 牆墩之hw 牆墩 地震力方向 牆邊緣 牆墩 牆墩之hw 需求之水平鋼筋 牆墩之ℓw 圖R18.7.8 牆邊緣之牆墩其上下端相鄰牆段之水平鋼筋需求 18.7.9 韌性耦合牆 18.7.9.1 韌性耦合牆應符合本節之規定。 18.7.9.2 個別牆體應符合 hwcs/ℓw ≥ 2.0以及第18.7節特殊結構牆之相關適用條款。 18.7.9.3 在所考慮之方向上,連接梁應符合第18.7.7節以及下述(a)至(c)之規定: (a) 連接梁在建築所有樓層應具 ℓn/h ≥ 2.0。 (b) 一棟建築中應至少有90 %之樓層,該樓層所有連接梁皆具 ℓn/h ≤ 5.0。 (c) 所有連接梁之兩端應符合第18.7.2.5節之規定。 解說: 韌性耦合牆高長比之限制與伸展長度之要求係為促使連接梁藉由反復非彈性變形產生能量消散之機 制。連接梁每端的牆之勁度與強度應足夠,以發展此預期行為。 18-46
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第十八章 耐震結構物 18.7.10 施工縫 18.7.10.1 所有結構牆之施工縫,應符合第26.5.6節之規定,且其接觸面應按表22.9.4.2條件(b) 之規定加以粗糙處理。 18.7.11 不連續結構牆 18.7.11.1 支承不連續結構牆之柱,其配筋應符合第18.4.5.6節之規定。 18.8 預鑄特殊結構牆 18.8.1 範圍 18.8.1.1 本節之規定適用於構成部分抵抗地震力系統之預鑄特殊結構牆。 18.8.2 一般規定 18.8.2.1 預鑄特殊結構牆應符合第18.7節之規定,惟第18.7.2.4節不適用於變形需求集中於板 接頭之預鑄牆。 18.8.2.2 預鑄特殊結構牆使用無握裹後拉預力鋼腱時,雖其不符合第18.8.2.1節之規定,但經 驗證可行者亦可使用。 解說: 實驗與分析研究 (Priestley等人 1999;Perez等人 2003;Restrepo 2002) 已展示,若干使用無握裹後 拉預力鋼腱之預鑄結構牆型式,其雖不符合第十八章之規定但仍提供良好之耐震行為特性。對該類型之 預鑄結構牆,不論其是否具有連接梁配置,ACI ITG-5.1提出如何建立設計方法以及如何透過分析與試驗 加以驗證之流程。 ACI ITG-5.2針對某一類使用無握裹後拉預力鋼腱之預鑄特殊結構牆,其設計要求已按ACI ITG-5.1驗 證可行。 18.9 橫膈板與桁架 18.9.1 範圍 18.9.1.1 本節適用於耐震結構中,構成部分抵抗地震力系統之橫膈板與集力構件。 18.9.1.2 第18.9.11節應適用於耐震結構中,以預鑄混凝土構材構築且構成部分抵抗地震力系 統之橫膈板。 18.9.1.3 第18.9.12節應適用於耐震結構中,構成部分抵抗地震力系統之結構桁架。 解說: 建築物之橫膈板,如樓板與屋頂板,其為結構構材並提供下列全部或部分功能: (a) 支撐建築物構件 (如牆、隔間或帷幕牆),該構件可抵抗水平力但並非當作抵抗地震力系統之一部分。 (b) 傳遞側向力從作用點至建築物抵抗地震力系統之豎向構件。 (c) 以適當的強度、勁度及韌性將建築物豎向抵抗地震力系統各元件連為一體,使建築物之反應如設計 所預期者 (Wyllie 1987)。 18-47
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第十八章 耐震結構物 18.9.2 設計力 18.9.2.1 橫膈板之設計地震力應依建築物耐震設計規範,使用適當之規定與載重組合求之。 解說: 屋頂及樓層橫膈板之地震設計力,通常並非直接按側向力分析所得之樓層力與樓層剪力計算而得。 取而代之,由於認知地震之動力效應,個別樓層之橫膈板設計力係按樓層力作放大而得。橫膈板之剪力 與彎矩即可藉上述力量並配合主控之載重組合來作設計。 集力構件之設計力可依使用修正因數 Ωo放大地震效應之載重組合求得。由於橫膈板需要傳遞集力構 件之作用力,故此經 Ωo放大之設計力亦被用來計算局部橫膈板之剪力與彎矩需求,其剪力係由集力構件 傳遞力而得,而彎矩係由集力構件之力偏心矩求得。 在地震之側力與位移作用下,大多數混凝土建築均會承受非線性之地震需求,但對樓層及屋頂橫膈 板則擬限制非線性行為之產生。耐震設計係控制這些非線性行為侷限在已安排之豎向抵抗地震力系統中 ,並對事先選定之位置作耐震韌性配置。例如韌性抗彎矩構架之梁塑鉸,或結構牆基底與連接梁之撓曲 塑鉸。若建築物橫膈板在側力抵抗構件間之跨度不長時,彈性之橫膈板行為不難達成。若建築物橫膈板 之撓曲或剪力強度發生在豎向耐震構材降伏之前,設計者宜考慮增加橫膈板之強度。 對鋼筋混凝土橫膈板而言,ASCE/SEI 7第12.10.1節與第12.10.2節提供決定鋼筋混凝土橫膈板設計力 之規定,對於預鑄混凝土橫膈板而言,ASCE/SEI 7第12.10.3節有適用之規定。 18.9.3 地震力傳遞路徑 18.9.3.1 所有橫膈板及其接合部應設計使其能傳遞力量至集力構件與抵抗地震力系統之豎向 構件。 18.9.3.2 若結構橫膈板系統之構件,以承受軸向力為主,並用以傳遞開孔或不連續處之橫膈 板剪力或彎矩時,其應符合第18.9.7.6節與第18.9.7.7節對集力構件之設計要求。 解說: 本節規定適用於開孔周邊、橫膈板邊緣或其他不連續處之類壓桿構件。圖R18.9.3.2即顯示其一案 例。此類構件係承受地震軸向力並伴隨地震之彎矩及剪力或垂直重力作用。 18-48
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