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第二章 審查內容重點;原PDF第35–58頁。
本節閱讀與適用提醒
- 文件性質:本件是內政部建築研究所102年12月協同研究報告。封面明示內容及建議純屬研究小組意見,不代表機關意見;它不是法規命令、部頒設計規範或核定審查辦法。
- 研究適用範圍:報告提出的研究對象為主要構材使用混凝土設計強度高於560 kgf/cm²且主筋採SD550、SD685以上,或採預鑄工法之RC建築。這是102年研究設定,不是本站認定的現行法定門檻。
- 版本時點:正文引用建築物耐震、耐風、混凝土設計、新材料認可及各縣市特殊結構審查制度,均以民國102年前後資料為基礎;2026年個案不得直接以本報告取代現行法令與主管機關程序。
- 材料狀態:報告記載當時SD685/SD785尚未納入CNS及若干材料須另行認可,是歷史背景;今日材料規格、認可狀態、續接器與錨定板要求應另查現行CNS、法規及核定文件。
- 數值屬性:層間位移角、塑性率、應力放大係數、配比、單位水量、檢驗單元與時間等數值,均應連同章節、假設、資料來源及研究時點閱讀,不可脫離上下文當成現行強制值。
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第二章 審查內容重點 第二章 審查內容重點 第 一 節 日 本 New RC 之 發 展 經 驗 日本於 1981 年導入所謂新耐震設計法而修正建築基準法施行令,其中 指出「高度 60 公尺以上建築物的結構計算,必須為建設大臣認定之可確認 該建築物結構強度上安全的結構計算」。但是並未出示具體的結構計算法。 日本高層建築物構造評定委員會(1986 年 6 月)提出動力分析用地震力,將 建築物耐用年限中可能遭遇 1 次以上地震定義為等級 1 地震,過去及將來 可能之最強地震定義為等級 2 地震,標準地震波形必須使用具地區特性之 地震波形,及含有長周期成分等之地震波形共 3 地震波以上。地震的強度 規定,支持層為堅實地盤,並具有剛強地下部分的建築物,地表面的地震 最大速度,等級 1 地震為 250mm/sec 以上,等級 2 地震動為 500mm/sec 以 上。 根據新耐震設計法,雖說日本已可建設超高層建築物,但是 RC 結構一 直以來被認為缺乏韌性,耐震性尚有令人無法安心的地方,因此根據行政 指導持續長期間被限制於 20m 以下之低樓層建築。而經過多次震災的經驗 後,產官學協力進行實驗性研究,開發出對地震具足夠韌性抵抗的 RC 構造 技術。更因 RC 結構具有高遮音性,樓板振動問題較小等優點,適合高層化 集合住宅,最近幾乎與鋼結構同數或以上之 RC 造超高層建築物取得國土交 通大臣的認定。造成此契機的是,日本建築中心所設立「高層鋼筋混凝土 造技術檢討委員會」(1985 年 1 月)和以使用高強度 RC 構造技術開發為目標 之「鋼筋混凝土造建築物之超輕量‧超高層化技術的開發」(通稱 New RC 計劃,1988~1993)總合技術開發計劃。 隨著大規模集合住宅的需要,從 1970 年代末以大型建設公司為中心進 行了建設高層 RC 造集合住宅之技術開發,同時也向日本建築中心提出接受 評定之案件。但是,當時審查專家側及受審查設計者側對於高層 RC 造之技 17
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高強度鋼筋混凝土建築設計施工審核要項之研擬 術問題並未充分的整合,結果形成評定作業花費極大勞力和時間。因此於 日本建築中心設置了「高層鋼筋混凝土造技術檢討委員會」,各公司獨自開 發之設計‧施工技術於各委員會個別檢討,詳細審議結構設計規格書、施 工品質管理計劃書,根據試設計確認設計方法,根據施工實驗確認施工方 法。 建議之結構設計方針為,形成韌性梁先行降伏的降伏機構,期待結構物 塑性化的同時,也要防止導致建築物崩壞之構材的脆性破壞。委員會設置 當初並無技術標準等,大型建設公司提出其獨自檢討之設計方法或施工方 法出席檢討委員會,與學識經驗者之委員進行攻防,於相互試行錯誤中產 生出新的技術。但是中型建設公司或設計事務所接受檢討委員會審查時, 漸漸失去企業的技術獨自性,學識經驗之審查側累積更多的經驗知識,檢 討委員會對於申請者漸漸變成進行技術指導,名稱也變更為「高層鋼筋混 凝土造技術指導委員會」,1998 年委員會活動結束。此技術檢討(指導)委員 會,對於高層 RC 造建築物的設計‧施工技術能於中型建設公司間普及扮演 著非常大重要的角色。 建設省鑒於高層住宅建設需要升高,提出「New RC 計劃」針對建造高 強度混凝土及鋼筋之 RC 造超高層建築物時必要的技術開發,得到民間建設 公司及大學關係者之協力而得以實施。研究活動分別為高強度混凝土、高 強度鋼筋、構造性能、設計、工法等分科會。對象之材料為,抗壓強度 2 2 300~1200kgf/cm 之混凝土和降伏強度 4000~12,000 kgf/cm 的鋼筋,根據 2 2 此研究,600 kgf/cm 為止的混凝土,7,000kgf/cm 為止的鋼筋得以實用化。 此外,也製作出高強度混凝土的配比設計和品質管理基準,高強度鋼筋之 製造及使用基準,確立材料、結構構材、架構之基本性能評價法。有關結 構設計製作出地震反應評價指針、結構設計指針,關於施工也製作出標準 施工指針。結構設計方法中,對於等級 1 地震之性能目標為,結構構材及 非結構構材不得產生破壞,對於等級 2 地震則為,除根據地震反應分析確 認其不會倒塌外,並以靜力側推分析確認架構之降伏機構及水平強度。另 18
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第二章 審查內容重點 外於設計用地震定義工學上的基盤位置,考慮由於地盤的放大效應,及水 平 2 方向地震和垂直地震的影響。 日本更於 2000 年 6 月導入「界限強度計算」之新結構設計方法。於超 高層建築物之特例中指出「超高層建築物之結構計算,因應建築物之構造 方法、振動性能等,必須依據建設大臣所定基準進行結構計算,連續把握 載重及外力導致建築物各部所產生的力量及變形,才可確保建築物結構強 度上安全」。進一步要求確定性能的結構計算(歷時反應分析),成為評定時 必須審查的焦點。此外,超高層建築物之結構性能評價開放指定性能評價 機關,各自根據所製作之「歷時反應分析建築物性能評價業務方法書」實 施評價業務。 目前日本於高層建築物之設計,有關設計地震波為,從代表性觀測地震 波中考慮建設地及建築物之特性適切選取 3 波以上,等級 1 地震最大速度 為 250mm/sec,等級 2 地震最大速度為 500mm/sec,而將其乘上地震地域係 數之值基準化,進行結構性能之檢討。建築物之地震反應分析方法,必須 為可評價結構物主要部分的破壞及建築物崩塌的方法。實際的做法為,將 結構物進行預設水平力分布之側推分析,定出彎曲剪力質點系模型的恢復 力特性,針對輸入地震進行彈塑性地震反應分析。推定建築物與地盤之動 態相互作用大的時候,則使用考慮其影響之質點系模型。 質點系模型的反應無法評價結構構材所作用之力與變形,因此對於等級 1 地震,從(a)最大層間位移角大小,(b)從大於質點系模型最大層剪力之層 剪力,根據架構靜力側推分析所得結構構材之應力值,來確認結構構材不 會發生破壞。對於等級 2 地震,從(a)最大層間位移角之大小,(b)層之最 大塑性率大小,(c)於超過質點系最大可能地震反應之變形,根據架構靜力 側推分析所計算構材的塑性率及脆性破壞寬裕率的大小,確認建築物不會 崩塌。 關於高強度材料之想法為,高強度混凝土之製造被要求比通常之混凝土 2 有更安定的材料品質及更確實的製造管理。強度超過 600 kgf/cm 之混凝 19
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高強度鋼筋混凝土建築設計施工審核要項之研擬 土,通常需使用特殊混凝土或加入矽灰等混和材,骨材則碎石、碎砂比川 礫石、川砂可得較高的強度,骨材應經試拌和確認其強度後再使用。為了 提高工作性加入減水劑等,減水劑之添加量及坍度保持能力,根據減水劑 種類、水泥種類及混凝土溫度等而有所不同,應利用試拌和來確認。 通常高強度混凝土使用於垂直構材的柱,使用柱模擬構材澆置混凝土, 進行確認結構體強度之實大試驗,決定配比。決定養護試體強度與結構物 強度之修正值時,採取之流程為,(1)於與實結構體相同斷面尺寸之柱模型 澆置混凝土,(2)於各材齡從模型試驗體鑽心取樣測定其抗壓強度,(3)同 時測定標準養護試體之強度。這種試驗因為花費大量時間及費用,目前也 有使用簡易隔熱養護層,來推定結構體混凝土強度的方法。 日本 2000 年 6 月建築基準法之修正,規定未符合 JIS A 5308 之混凝 2 土必須經過大臣的認定,當初混凝土標稱強度最大值為 400kgf/cm ,即超 過此強度則必須經過認定。目前 JIS A 5308 之最高混凝土強度已包含到 600 2 kgf/cm 。 高強度鋼筋根據成分調整和延壓及熱處理所製造出,因為瓦斯壓接或焊 接續接器等加熱類型之續接器會使鋼筋母材之金屬組織產生變化,很難得 到與母材同等的強度,因此通常使用套管續接器及填充式續接器等機械式 續接器。高強度鋼筋 USD685 所使用續接器的方法有(1)將螺紋節鋼筋以連 結器作機械式接合,(2)將螺紋節鋼筋以連結器連接,於續接器內注入填充 材加以固定,(3)異形鋼筋相互的一方以螺栓固定,他方透過套管以水泥砂 漿固定等。梁通常採用上述(1),(2)的方法,柱則大多採用(3)的方法。續 接器性能依所定判定基準以單體試驗結果來判定。 高強度混凝土欠缺到達抗壓強度後的韌性,會引起急劇的破壞。控制此 急劇強度降低的方法為使用強度鋼筋的橫向圍束效果。橫向圍束效果隨著 (橫向補強筋比 X 補強筋降伏強度)增大,其達到抗壓強度後的強度降低將 變小,抗壓韌性可大幅改善。 20
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第二章 審查內容重點 對於施工計劃之檢討,應(1)把握現場條件:如基地條件、道路條件、 輸送條件、近鄰條件、氣象條件等,(2)檢討施工的妥當性:如結構條件、 作業狀況、外部安全、機械設備、計測設備等。關於工程計畫上應檢討事 項如,(1)結構特殊性和問題點,(2)起重方法與建物形狀,(3)起重機械之 種類和特徵等。對於構築工法之選定可考慮構材之預鑄化、系統化,確保 結構體之品質、縮短工期、有利於現場施工之簡略化、施工之安全性。 一般結構體工程期間,約佔工期的 50%~80%,計劃初期階段之構築工法 的選定對整體工期之影響非常大。另外,決定整體工期時,從基礎工程到 標準層為止之期間和裝修期間,難以考慮工期的縮短,因此標準層每層設 定為幾天的循環工程變成重點。關於循環工程之檢討事項有(1)起重機配 置、台數、機種,(2)循環工期日期,(3)混凝土澆置方法,(4)現場預鑄之 構材製作,(5)工區分割之檢討等。 21
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高強度鋼筋混凝土建築設計施工審核要項之研擬 第 二 節 審 查 重 點 由日本 New RC 至今的發展,可知高強度鋼筋混凝土造高層建築物 已成為高層集合住宅發展的主力,惟發展過程中產官學皆投入相當的心 力,產業界對高強度材料(高強度混凝土、高強度鋼筋及續接器、錨定 器、高強度箍筋等)的全力開發,政府單位配合提出五年的國家級發展 計劃(New RC 計劃),進行建築基準法的修正,規定未合乎當時規範可使 用範圍之建築材料必須經過建設大臣的認定;學術單位等更於日本建築 中心組成「高層鋼筋混凝土造技術檢討委員會」與接受評定之業界共同 討論,產生新技術,之後改名為「高層鋼筋混凝土造技術指導委員會」 將累積之新技術,推廣到有意願參與的各業界。目前日本超高樓層之審 查已開放到 14 個機構,惟提出之性能評價單格式相同(參考資料一、二)。 本案「超高強度鋼筋混凝土建築設計施工審核要項」之擬定,正期 待如日本建築中心之「技術檢討(指導)委員會」發揮技術的累積及推廣 的使命,除目前國內「特殊結構委託審查原則」外,將針對超高強度鋼 筋混凝土造建築物之特殊處,提出加強的相關審查要項,並參考國外資 料提供審查要項內容說明等,以供參考。加強重點有(1)使用材料的特 性(組成及力學特性),(2)組成構材的結構特性,必要時以實驗預先驗 證,(3)分析方法,為求掌握結構物整體行為,建議需進行彈塑性歷時 分析,(4)斷面分析時應考慮架構最大變形時的應力狀態,(5)施工之可 行性評估。 一.使用材料之性質 (1) 混凝土 日本於 2000 年之建築基準法修正時,規定未符合 JIS A 5308 預拌混凝土品質之高強度混凝土必須經過國土交通大臣的認定(該 2 規格目前混凝土最高強度範圍為 600kgf/cm )。因此建議使用超過 此強度之混凝土時,審查單位可要求該使用材料必須經相關單位之 認定。 22
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第二章 審查內容重點 高強度混凝土與一般混凝土使用之材料雖無太大的不同,但是 需注意配比計劃及性狀、品質管理、輸送的特殊性等。以日本為例 提出申請認定的方式有 3 種情形(a)建設公司和預拌混凝土公司共 同申請,(b)預拌混凝土公司單獨申請,(c)建設公司單獨申請。但 是最普通的申請方式為(a),因為可由預拌混凝土公司控制產品的 品質而建設公司則負責施工時之品管制度。 申請提出之資料應包括: (a) 建築材料的適用範圍:說明混凝土抗壓強度之適用範圍、配 比材料來源、使用期限等。 (b) 建築材料之品質基準:包括水泥、粗細骨材(品質及粒徑分 布)、拌和水、混和材、化學摻料、氯離子含量等 (c) 抗壓強度之標準值:管理強度、標準值與管理強度之關係、 配比、管理強度和坍度、坍流度及空氣量等之關係 (d) 建築材料之製造及檢查體制:製造工廠、製造及檢查體制、 品質管理體制(責任、權限、契約內容確認、教育訓練、品質 紀錄) 其中抗壓強度之標準值為,作為設計標準強度所用的強度值。管理 強度與設計強度標準值的關係為,作為安全上必要之混凝土強度對 應於抗壓強度之標準值。以日本為例,混凝土強度根據規定進行強 度試驗後應該滿足下述標準①1 次之試驗結果為管理強度的○○%以 上,②3 次試驗結果的平均值為管理值以上。試驗原則上,每管理 3 強度由每澆置日及每 300m 以內構成 1 個單元。1 檢查單元試驗次數 3 為 3 次,1 次之試驗為 100m 以內,且採取適切的間隔。1 次之試驗 為從任意 1 台運搬車採取 3 各個試體來進行。但是 1 天澆置量未達 3 30 m ,且幾乎以相同條件定期澆置的情形,可 1 天進行 1 次試驗, 由 3 天份構成 1 個檢查單元。 (2) 鋼筋及續接器等 本研究案所應用之高強度鋼筋材質,為超越現行規範降伏強度 23
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高強度鋼筋混凝土建築設計施工審核要項之研擬 2 規定上限 4,200kgf/cm 之材質,而主要應用之鋼筋材質為 SD685(應用於主筋)與 SD785(應用於箍筋)兩種。對國內鋼筋標準而 言,此兩種鋼筋材質屬於新型鋼筋規格,目前尚未經過國家標準 CNS 核准。台灣混凝土學會於 2008 年提出國內 SD685 及 SD785 鋼筋材質 建議草案,如表 2.2.1 所示,其中做為構件主筋之 SD685 鋼筋參考 日本 USD685A 及 USD685B 之鋼筋規格,此鋼筋規格要求必須具有降 2 伏平台、降伏強度上限不得大於 7850kgf/cm ,下限不得低於 6850 2 kgf/cm 與抗降比(實際抗拉強度與實際降伏強度比)不得低於 0.85 之規定(詳圖 2.2.1);做為構件箍筋之 SD785 鋼筋參考日本 USD785 鋼筋規格,無降伏平台、降伏強度上限與抗降比之規定,僅規定降 伏強度與抗拉強度之下限值(參考書目 1)。同時,也邀集國內東和 鋼鐵股份有限公司進行此新材料之本土化技術研發。研發過程發 現,此類高強度鋼筋材質之生產製程與品質管控有其技術門檻。除 鋼筋外,鋼筋續接、端部錨定套筒與灌注漿體亦為確保結構安全之 關鍵材料,因此相關材料應列為審查之重點。 表 2.2.1 SD685/SD785 鋼筋之力學性質表 力 學 性 質 降伏 抗拉 實際抗拉強度 達降伏 伸長率 α 符號 強度 強度 實際降伏強度 強度上 彎曲 彎曲 試片 限之應 角度 直徑 2 % 2 β N/mm N/mm RSR 變 685~ 856 0.014 2 號 10 標稱直徑 SD 685 1.25 以上 90° 785 以上 以上 14A 號 以上 之 4 倍 2 號 8 標稱直徑 母材 180° 785 930 14A 號 以上 之 3 倍 SD 785 - - 以上 以上 電焊 2 號 5 - - γ 處 14A 號 以上 α 註:1. 參考 CNS 2111,降伏點不明顯時以 0.2%橫距法測定。 β 參考 CNS 2111 及 2112,拉伸試驗時,以伸長計求出伸長量除以標點距離之軸向平均應變,對應負載達降伏強度上限之應變值不 得少於 0.014。 γ 鋼筋混凝土用 SD 785 鋼筋應於直線段對焊,對焊續接不得位於彎曲處。 2 2 2. 拉伸試驗結果,其實測抗拉強度小於最小抗拉強度規定值 14 N/mm 以內,實測降伏強度小於最小規定降伏強度值 7 N/mm 以內,實 2 測降伏強度大於最大規定降伏強度值 7 N/mm 以內,或其伸長率小於最小伸長率規定值 2.0 %以內者,得進行重驗。 24
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第二章 審查內容重點 圖 2.2.1 SD685 鋼筋應力應變示意圖 目前我國「建築技術規則」及相關關定除了對於使用鋼筋之強 度有所限制外,對於配筋方面也有所規定,如柱梁同一斷面之鋼筋 最多只能隔根續接,且隔根續皆應相距 60cm 以上。2011 年 10 月 12 日內政部營建署修正公佈「建築新技術新工法新設備及新材料認可 申請要點」並於 2012 年 7 月 1 日實施。上述超出目前規範規定之鋼 筋強度及施工方法者將可透過認可申請,取得使用之合法性。 高強度鋼筋應避免使用搭接續接與彎鉤錨定為原則,因此採用螺 紋節鋼筋,搭配使用之續接器、錨定器皆應申請取得認定方可使用。 建築新材料之認定並非僅限於材料本身的性質,為達到材料所提供 性能時之施工方式及品質管理皆應加以考慮列入認定內容。以日本 取得評定書(圖 2.2.2)之內容為例,申請時需提供之資料應包括: (a) 續接器概要:使用鋼筋種類、鋼種、稱號、形狀、材質 、填充材性質、續接方法、續接器斷面圖 (b) 續接器性能、施工要件 其中施工要件包括說明續接器部品之供給責任者、續接器工程 之施工責任者、續接器工程之施工技能者資格、設計指針、施工 說明書等。設計指針內容之目次如圖 2.2.3,施工說明書內容之 目次如圖 2.2.4。 25
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高強度鋼筋混凝土建築設計施工審核要項之研擬 圖 2.2.2 日本續接器評定書之例 26
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第二章 審查內容重點 圖 2.2.2 日本續接器評定書之例(續) 27
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高強度鋼筋混凝土建築設計施工審核要項之研擬 圖 2.2.2 日本續接器評定書之例(續) 28
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第二章 審查內容重點 圖 2.2.2 日本續接器評定書之例(續) 29
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高強度鋼筋混凝土建築設計施工審核要項之研擬 圖 2.2.2 日本續接器評定書之例(續) 30
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第二章 審查內容重點 圖 2.2.2 日本續接器評定書之例(續) 31
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高強度鋼筋混凝土建築設計施工審核要項之研擬 圖 2.2.3 日本續接器設計指針之目次例 32
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第二章 審查內容重點 圖 2.2.4 日本續接器標準施工明書之目次例 33
¶ 超高強度鋼筋混凝土建築結構設計施工審核要項之研擬|原檔第52頁
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高強度鋼筋混凝土建築設計施工審核要項之研擬 二.構材特性之預先驗證 超高層建築物之結構計算,為了連續保握載重及外力導致建築 物各構材所產生之力量和變形,建議採用考慮彈塑性歷時反應分 析。歷時反應分析為模擬所謂地盤移動建物搖動之地震實態的手 法,得到判斷設計建築物之防止破壞、防止崩塌的資訊。比較分析 結果和設計標準來評價建築物之破壞、安全,但是前提必須是分析 模型及分析條件為正確的。因此分析所使用載重-變形關係應與實 驗資料比較,認識設定模型之精度及破壞之程度,不僅是慣用的數 值更應該理解破壞界限或安全界限之實態,而反應於設計標準內。 如上述建物之歷時反應受到建築物恢復力特性很大的影響,而架 構之勁度根據使用材料之力學特性而設定,即混凝土彈性係數也影 響建築物之反應(參考資料三)。因此地震反應分析時也應檢討設定 適切的彈性係數。如果無可信資料證實分析時使用之構材復元力特 性的正確性,則應透過實驗加以驗證。 因此審查單位對於構材之特性,將要求 (1) 分析時使用之混凝土的彈性係數。 該係數可透過實驗的驗證或參考公認可信用的資料來推算。日本 根據多數實驗結果,對於抗壓強度大於 36N/mm2 之高強度混凝 土,提出可適用之彈性係數平均值的推算式如下: 1 2 3 ⎡ γ ⎤ ⎡ fc ⎤ E=33500 × k1 × k2 × × ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ 24 60 ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ 2 其中,E:混凝土之彈性模數(N/mm ) 3 γ:混凝土之氣乾單位體積質量(kN/m ) 2 f :混凝土之抗壓強度(N/mm ) c k :根據使用骨材所定之常數 1 k :根據卜作嵐材料所定之常數 2 34
¶ 超高強度鋼筋混凝土建築結構設計施工審核要項之研擬|原檔第53頁
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第二章 審查內容重點 式中根據所使用骨材決定之常數 k ,及根據摻合材料決定之常數 1 k ,其值如下: 2 k = 0.95 : 石英片岩、安山岩、玄武岩 1 k = 1.2 : 石灰石 1 k = 1.0 : 其他的骨材 1 k = 0.95 : 矽灰、爐石粉微粉末 2 k = 1.1 : 飛灰 2 k = 1.0 : 未使用卜作嵐材料 2 (2) 構材之載重-變形關係及樓層恢復力特性之合理性。 該等性質可透過實驗之驗證,或參考公認可信用的資料。 分析用載重-變形關係與實驗資料之比較例如圖 2.2.4。 圖 2.2.5 RC 架構之載重-變形關係例 【資料來源:參考書目 23】 35
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高強度鋼筋混凝土建築設計施工審核要項之研擬 三.分析方法之要求 超高強度鋼筋混凝土造高層建築物之結構分析,除確保大地震 不致倒塌外,長期載重狀態下之使用性也應加以分析評估其性能。 目前我國規範僅針對中小度地震、設計地震及最大考量地震所計算 出之設計地震力的大值,進行結構分析,並且通常僅採用彈性分析 之應力作為斷面設計之依據。 參考日本 New RC 之設計方針為,對於任意方向之輸入地震,以 梁降伏之整體降伏行為前提。對於中小度地震,確認構材不會降 伏,次要構材也不會產生受害的變形。對於設計地震,變形不致於 集中於特定樓層,構材容許降伏,但是不容許架構產生強度降低的 狀態。架構設計變形時形成塑鉸的構材確保其韌性,非塑鉸的構材 避免其產生塑鉸確保足夠的強度。 根據與日本千葉大學和泉教授之共同研究「日本和台灣之超高層 鋼筋混凝土造建築物的耐震設計」(參考資料四),主要指出(1)柱 之極限強度設計用彎矩,隨著水平變形的增大彎曲反曲點將移動, 彈性分析和彈塑性分析之分析結果會有很大的差異,(2)極限強度 設計時,應進行靜力彈塑性分析,希望使用對於地震變形時具有安 全係數之保證設計變形時之應力及變形。 另外長期高軸力對鋼筋混凝土潛變等之影響等也應加以考量。跟 據「有關使用超高強度混凝土之鋼筋混凝土柱的壓縮特性研究」(參 考書目 35)中,使用超高強度 RC 之 60 層建超高層 RC 造建築物,進 行考慮潛變之架構分析,檢討超高層 RC 造建築物之長期設計,其 結論主要指出(1)設定設計軸力比 1/3,下層柱使用設計標準強度 2 1500 kgf/cm 之混凝土,其彈性變形約 1,000μ 左右,潛變之應變 約 400μ,(2)考慮施工順序之分析模型,垂直載重之樓板節點變位 計算結果,建物中間層部分變為最大約 80mm 左右,其中潛變之變 形約佔 30%,另外頂部樓板節點變位約 40mm 左右,潛變應變之變形 36
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第二章 審查內容重點 約佔 50%。(3)最大軸力比 1/3 之柱和最大軸力比 1/6 的柱,相鄰 的情形時,節點變位差為 20mm 左右,傾斜角為 1/500 程度。 綜合上述,適用本審查要項之 RC 建築物,方析時應考慮下述各點: 1. 結構體重量之長期軸力應考慮施工順序之影響 2. 長期載重作用下,須確認是否會發生影響建築物耐久性的裂縫 3. 地震歷時彈塑性分析使用之地震波,至少包含三個與設計反應 譜對應的水平地震紀錄及三個具有代表性的既往觀測波,如 EL Centro 1940 NS、TAFT 1952 EW、Hachinode 1986 NS,以 作為性能評價之判別。 4. 採用適當水平力豎向分布之靜力非線性分析(側推分析),計算 最大考量地震之性能點,比較該性能點之構材應力和地震反應 分析結果時之應力進行斷面設計。 5. 對於較規則之建築物,彈塑性歷時分析可使用多質點系模型 (STICK MODEL),不規則之建築物則應使用 3D 構材等級模型。 四.依分析結果之斷面設計 目前國內斷面設計使用之應力主要依據靜力分析所得之組合結 果,因此對各構材皆須具有相同之韌性要求,高層 RC建築底層之 柱承受相當大之彎矩、軸力,須大量之彎曲主筋,要求與其他構材 具相同韌性時經常導致剪力鋼筋無法配置的情形。日本 New RC 之 設計,著重於確保降伏機構之形成,即經過詳細之彈塑性分析,確 認不致於形成預想外的降伏機構,而對於產生降伏塑鉸之構材應確 保其韌性。 利用靜力彈塑性側推分析時,當構架位移達設計變形前,確認 不會發生彎矩及軸力導致混凝土壓壞、剪力破壞或握裹破壞。對於 不致產生降伏塑鉸的構材,應確保其具有足夠的強度。為保證構材 達到上述性能要求,考慮到材料強度的上升、樓板有效寬度的增大 37
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高強度鋼筋混凝土建築設計施工審核要項之研擬 等樓板效應、地震輸入的方向性、靜力和動力之差異性等,建議 將所得之應力乗上放大係數,關於梁之剪力放大係數為 1.1,柱 之彎曲及剪力為 1.3 倍,受壓外柱之彎曲及剪力則為 1.5 倍。因 此經過詳細彈塑性分析後,建議斷面設計之原則如表 2.2.1 表 2.2.2 斷面設計原則 構材 位置 設計原則 計畫 形成 塑鉸部 確認具足夠的韌性 塑鉸 塑鉸構材 非塑鉸部 確認具足夠的強度 構材 (h-1) 未形成 塑鉸部 (1)確認假定塑鉸形成時具足夠韌性 塑鉸構材 (2)確認對存在應力具足夠強度 (h-2) 非塑鉸部 (1)確認對假定塑鉸形成時之應力具足夠強度 (2)確認對存在應力具足夠強度 非 對(h-1) 確保足夠強度 塑鉸 對(h-2) (1)確認對假定塑鉸形成時之應力具足夠強度 構材 (2)確認對存在應力具足夠強度 五.施工之可行性 施工可行性可透過施工計劃書之製作加以檢討,施工計劃書製 作之目的為,訂定完成設計圖面、施工說明書所述工程項目將採取 之流程或工法以及施工中之管理。施工計劃書內容至少應包括,(1) 施工之基本方針,(2)施工方法概要,(3)施工管理計畫,(4)品質 管理內容等。 另外,採用預鑄化工程之施工時,應注意下述幾點: 1. 鋼筋之續接採用機械式續接器,應檢討續接器之保護層及與 其他鋼筋或續接器之間距合乎法規要求。此常左右斷面之尺 寸,應事先檢討。 2. 續接於構材端部時,續接器將導致應力之提高,應檢討不致 使構材產生剪力破壞,必要時以實驗加以驗證。 3. 設計時根據整體結構進行分析,因此於預鑄必要之接合處必 38
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第二章 審查內容重點 須採取適當的接合元件,確保預鑄構材與現場一體澆置構材 具相同性能。 4. 預鑄混凝土構材與現場澆置混凝土之接合處,須注意避免 形成冷縫而降低耐久性及防水性。 5. 超高強度混凝土對於高溫容易引起爆裂,應檢討其耐火性 (參考資料五)。 39
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來源:內政部建築研究所《超高強度鋼筋混凝土建築結構設計施工審核要項之研擬》,102年12月。依建研所網站資料開放宣告註明出處;本站分章呈現並另加歷史與適用註記,不代表發布機關認可。查核日期:2026年8月30日。