¶ 建築物混凝土結構設計規範｜112年版・含113年勘誤｜第二十一章 強度折減因數
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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¶ 原檔第365頁
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第二十一章 強度折減因數 第二十一章 強度折減因數 21.1 範圍 21.1.1 除第二十七章允許項目以外，設計時選用之強度折減因數均應遵照本章規定。 解說： 採用強度折減因數之目的為：(1) 考量因材料強度及尺寸變異而造成低於強度要求構件之機率；(2) 考量設計公式之不精確度；(3) 在考量載重影響下，反映構材之可用延展性及需求可靠度；(4) 反映構材 於結構物中之重要性 (MacGregor 1976; Winter 1979)。 21.2 結構混凝土構材及接頭之強度折減因數 21.2.1 除第21.2.2節、第21.2.3節及第21.2.4節修定內容外，各項強度折減因數φ均須依照表21.2.1 規定。 表 21.2.1 強度折減因數，φ 作用力或結構構件 φ 除外情況 彎矩、軸力，或彎矩與軸力 0.65至0.90，須依照第 接近先拉預力構材鋼絞線尚末完全發展之端 (a) 合併作用 21.2.2節選定。 部，φ須符合第21.2.3節規定。 對於設計為抵抗地震影響之結構物，第21.2.4 (b) 剪力 0.75 節列舉額外規定。 (c) 扭力 0.75 (d) 承壓力 0.65 (e) 後拉預力錨定區 0.85 (f) 托架與梁托 0.75 符合第二十三章壓拉桿方法設計 (g) 0.75 之壓桿、拉桿、節點區及承壓區 由拉力鋼材構件降伏控制之 (h) 0.90 預鑄構材接頭各元件 (i) 純混凝土構件 0.60 0.45至0.75，須依照第十 (j) 用於混凝土構件之錨栓 七章選定 解說： 本規範所訂強度折減因數為第五章規定因數化載重組合之基礎。 (e) 實驗室試驗後拉預力錨定區 (Breen 等人1994)，結果呈現大範圍之分散性，此實驗觀察以因數 φ設為 0.85加以考慮，此外，在第25.9.4.5.2節亦限制一般區域無圍束混凝土之標稱抗壓強度為0.7λ f ′ci，式中λ 值定義於第19.2.4節，因此，在一般區域之無圍束混凝土有效設計強度為0.85 × 0.7λ f ′ci = 0.6λ f ′ci。 (f) 托架與梁托行為主要由剪力控制，因此，對所有潛在破壞模式均使用單一值 φ = 0.75。 (i) 對於純混凝土構材所有潛在破壞模式，均使用相同強度折減因數，因為純混凝土撓曲拉力強度及剪 力強度均只取決於混凝土之拉力強度，未由鋼筋提供額外強度或延展性，對彎矩與剪力使用相同之 強度折減因數視為恰當。 21-1
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第二十一章 強度折減因數 21.2.2 彎矩、軸力、或彎矩與軸力合併作用下之強度折減因數應符合表21.2.2 2 21.2.2.1 竹節鋼筋之εty為fy/Es，而對於fy = 4,200 kgf/cm [420 MPa] 之竹節鋼筋，εty可採用0.002 。 21.2.2.2 對於所有預力鋼筋，εty應採用0.002。 解說： 構材承受彎矩或彎矩與軸力合併作用之標稱強度，係基於最外緣抗壓纖維之假設應變限值為0.003情 況下決定。淨拉應變εt 為最外緣拉力鋼筋在標稱強度下計算所得之拉應變，不計預力、潛變、收縮及溫 度引致之應變。最外緣拉力鋼筋之淨拉應變εt 係由標稱強度下之線性應變分布計算，如圖R21.2.2a之非預 力構材所示。 僅承受軸向壓力之構材視為壓力控制，僅承受軸向拉力之構材視為拉力控制。 假如最外緣拉力鋼筋之淨拉應變夠大 (≥ εty + 0.003)，此斷面視為拉力控制，過量撓度及裂縫為可預 期之破壞預警，εty + 0.003限值在大部分應用時已提供足夠延展性。在本規範之前，εt 之拉力控制限值為 2 0.005，該限值係基於 fy = 4,200 kgf/cm [420 MPa] 之非預力鋼筋與預力鋼筋，並部分考量高強度非預力 鋼筋而得 (Mast 1992)。自本規範開始，為納入高強度非預力鋼筋，表21.2.2中 εt 之拉力控制限值定義為εty 2 + 0.003。此定義與 Mast (1992) 對非 fy = 4,200 kgf/cm [420 MPa]一般鋼筋之建議一致，且試驗資料顯示 該定義可確保構件具足夠之韌性。 連續構材與構架在設計彎矩重新分布時需要較大延展性，此討論列於第6.6.5節，因為彎矩重新分布 取決於塑鉸區可用之延展性，彎矩重新分布僅限用於淨拉應變至少為0.0075之斷面。 假如最外緣拉力鋼筋之淨拉應變小 (≤ εty)，可預期是脆性壓力破壞，對於即將面臨之破壞無足夠預 2 警，在本規範以前，對 fy = 4,200 kgf/cm [420 MPa] 之鋼筋及所有預力鋼筋均將壓力控制應變限值定為 0.002，但對於其他型式鋼筋未有明確定義，本規範中第21.2.2.1節及第21.2.2.2節分別對竹節鋼筋及預力 鋼筋訂定壓力控制應變之限值εty。 梁與板一般為拉力控制，但柱可能為壓力控制，某些構材，如承受小軸力及大彎矩之構材，最外緣 拉力鋼筋承受之淨拉應變在εty至 (εty + 0.003) 限值間，這些斷面為處於壓力控制與拉力控制間之過渡區。 本節規定拉力控制與壓力控制斷面合適強度折減因數及過渡區之中間情況，自本規範起，表21.2.2中 之表達式 (εty + 0.003) 定義εt 於拉力控制行為之限值，對於承受軸力與彎矩合併作用之斷面，設計強度係 將Pn及Mn同時乘以適當單一φ值後計算而得。 由於壓力控制斷面有較小之延展性，對混凝土強度變化較敏感，一般壓力控制斷面之構材亦比拉力 控制斷面之構材支撐較大載重區域，因此，壓力控制斷面使用之因數φ比拉力控制斷面使用者小。因柱配 置螺箍筋有較大延展性與韌性，其強度折減因數高於配置其他型式橫向鋼筋之柱，在過渡區斷面之φ 值 可依圖 R21.2.2b所示線性內插法求得。 表 21.2.2 彎矩、軸力、或彎矩與軸力合併作用之強度折減因數，φ φ 淨拉應變，εt 分類 橫向鋼筋之型式 符合25.7.3之螺箍筋 其他 εt≤εty 壓力控制 0.75 (a) 0.65 (b) (ε − ε ) (ε − ε ) [1] t ty t ty εty<εt< εty+0.003 過渡區 0.75 + 0.15 (c) 0.65 + 0.25 (d) 0.003 0.003 21-2
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第二十一章 強度折減因數 εt ≥ εty+0.003 拉力控制 0.90 (e) 0.90 (f) [1 ] 對於分類為過渡區之斷面，得使用對應於壓力控制斷面之φ。 解說： εcu = 0.003受壓 c dt εt 最外受拉鋼筋 圖R21.2.2a 非預力構材中之應變分布與淨拉應變 φ 0.90 螺箍筋 0.75 其他箍筋 0.65 過渡斷面 拉力控制 εt = εty ε = ε + 0.003 壓力控制 t ty 圖R21.2.2b 最外受拉鋼筋淨拉應變 εt 與 φ 關係圖 21-3
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第二十一章 強度折減因數 21.2.3 對於鋼絞線未完全發展之先拉預力撓曲構材斷面，彎矩 φ 值須依照表21.2.3規定計算，其中 ℓtr 依 (21.2.3)式計算，φp為按表21.2.2對所有鋼絞線皆已發展之最接近構材端部斷面計得之 φ 值，而ℓd列舉在第25.4.8.1節， ⎛ f ⎞ ⎡ ⎛ f ⎞ ⎤ se se ℓ = 0.014 d ℓ = d tr b tr b (21.2.3) ⎜ ⎟ ⎢ ⎜ ⎟ ⎥ ⎝ 3 ⎠ ⎝ 21 ⎠ ⎣ ⎦ 表 21.2.3 靠近先拉預力構材端部之斷面強度折減因數φ 靠近構材端部 混凝土在使用 由構材端部到 φ [1] 之條件 載重之應力 考量斷面之距離 ≤ℓtr 0.75 (a) 所有鋼絞線 不適用 均握裹 [2] ℓtr至ℓd 在0.75至φp間線性內插 (b) ≤ (ℓdb+ℓtr) 0.75 (c) 計算結果無拉力 [2] (ℓdb+ℓtr)至 (ℓdb+ℓd) 在0.75至φp間線性內插 (d) 單股或多股鋼 絞線去握裹 ≤ (ℓdb+ℓtr) 0.75 (e) 計算結果有拉力 [2] (ℓdb+ℓtr) 至 (ℓdb+ 2ℓd) 在0.75至φp間線性內插 (f) [1] 在使用載重下，扣除所有容許預力損失後，以考量斷面之總斷面性質計算，得到預壓拉力區最外緣混凝土纖 維之應力。 [2] 得使用強度折減因數為0.75。 解說： 沿著先拉預力構材，若臨界斷面發生在非所有鋼絞線皆完全發展之區域，可能發生握裹滑移破壞， 這種破壞模式類似脆性剪力破壞，因此，其彎矩φ值較所有鋼絞線皆完全發展斷面之φ值為小，對位於傳 遞長度末端及伸展長度末端間之斷面φ值，可依線性內插法計算，如圖R21.2.3a所示，其中φp為所有鋼絞 線皆已發展之最接近構材端部斷面之φ值。 當一束或多束鋼絞線之握裹未延伸至構材端部時，若不使用更精細分析方法，在構材端部到具最長 去握裹長度鋼絞線之傳遞長度末端間，應使用φ值0.75，超過此點，如圖R21.2.3b所示，φ值可線性變化至 所有鋼絞線皆完全發展斷面之φp值；或者，φ值可取0.75，直到所有鋼絞線皆完全發展。去握裹鋼絞線之 埋置可考慮自去握裹套管終止處開始起作用，超過此點，可由使用載重下預壓拉力區之計算所得應力， 根據第25.4.8.1節來決定鋼絞線伸展長度是否為ℓd或2ℓd (圖R21.2.3b)。 21-4
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第二十一章 強度折減因數 1.0 φ = φp 0.9 φ = 0.75 0.8 φ 0.7 傳遞長度末端 鋼絞線 0.6 自由端 伸展長度末端 0.5 ℓtr ℓd 構材末端 由鋼絞線自由端起算之距離 圖R21.2.3a 由充分握裹預力構材鋼絞線自由端起算之距離與 φ 變化關係圖 1.0 φ = φp 0.9 φ = 0.75 0.8 0.7 鋼絞線 傳遞長度末端 0.6 自由端 0.5 ℓtr 去握裹 長度 ℓdb ℓd或2ℓd 構材末端 伸展長度末端 註：發展長度端點位置取決於使用載重下預壓拉 力區混凝土最外側之計算應力值 圖R21.2.3b 由去握裹預力構材鋼絞線自由端起算之距離與 φ 變化關係圖 21-5
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第二十一章 強度折減因數 21.2.4 對於藉由(a)或(b)所列構件以抵抗地震效應E之結構物，其剪力之φ值須依照第21.2.4.1節至 第21.2.4.3節規定修正： (a) 特殊抗彎矩構架。 (b) 特殊結構牆。 21.2.4.1 任何設計為抵抗E之構材，若其標稱剪力強度小於發展標稱彎矩強度所對應之剪力 ，則剪力φ值須為0.6。標稱彎矩強度應為考量因數化軸向載重所計得之最大值，而 該軸向載重應取自包括E之載重組合。 解說： 此條文針對剪力控制構材，如低矮牆、牆開口處之牆體、或橫膈板，在各種相關載重條件下，構材 之標稱剪力強度小於發展標稱撓曲強度所對應之剪力。 21.2.4.2 橫膈板之剪力φ值，不能超過用以作為主要地震力抵抗系統中，垂直元件之剪力φ最 小值。 解說： 在許多1994年美國加州北嶺地震時遭受破壞之停車場結構物中，矮結構牆為抵抗側向力系統之主要 垂直構件。某些情況下，牆體基本上維持線彈性，但橫膈板呈現非彈性反應，具牆剪力強度折減因數為 0.6之建築物，趨向於有相對高之超額強度，此條文旨在增加此類結構物橫膈板及其接頭強度。 21.2.4.3 對於支承主要地震力抵抗系統之基礎構件，其剪力φ值應不超過主要地震力抵抗系統 垂直元件剪力φ值之最小值。 解說： 本規定係為提供用於支承以強度折減因數0.6設計之剪力牆的基礎構件剪力一致之可靠度。 21.2.4.4 對於特殊抗彎矩構架之梁柱接頭以及具對角向鋼筋之連接梁，其剪力φ值應為0.85。 21-6
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