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研究報告第四章 結構系統補強:鋼構、BRB、消能及其他技術(1/5);原PDF第81–84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民國105年12月協同研究報告及其所附耐震補強技術手冊稿,不是法規命令、部頒設計規範、施工綱要規範或現行強制手冊。
- 版本時點:CNS、混凝土設計、耐震設計、錨栓、鋼構、FRP、消能元件、分析模型及軟體均是105年前後研究背景;現行工程須另查今日有效法規、標準與主管機關程序。
- 數值使用:材料強度、鋼筋、植筋、剪力摩擦、錨定、塑性轉角、阻尼、勁度與強度折減等數值必須連同公式、假設、圖說及研究時點閱讀,不能脫離上下文作為通用強制值。
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第四章 結構系統補強
4.3(a) 剪力牆等牆寬混凝土保護層打除 4.3(b) 化學植筋施作
4.3(c) 開口剪力牆鋼筋綁紮 4.4(d) 模板組立
4.5(e) 混凝土澆置 4.6(f) 開口剪力牆補強完成
第二節 鋼造斜撐或鋼板剪力牆
一、一般原則
當結構系統的整體側向抗剪強度或側向勁度不足時,可考慮本補強方法進行補
強,以提升結構系統之強度、韌性。但在設計時需考量其梁柱接頭是否尚有足夠之
強度,且是否有適當之位置或空間配置鋼斜撐構架。此工法主要是藉著新設置之構
材承擔系統額外之側向力,以提高結構系統橫向之抗剪能力,並增加側向勁度。適
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鋼筋混凝土建築結構耐震補強技術與示範例之研擬
當的設計,不影響原有內部空間動線、採光及通風之機能。鋼斜撐之勁度較剪力牆
低,因此其對基礎產生之傾倒力矩較小,對基礎上舉、下壓力之檢核較容易設計。
剪力釘
X型斜撐
現有的RC結構
斜撐
翼牆
K型斜撐
防止挫屈
先打除既有之牆體後再設置錨錠螺栓
開孔之鋼板
剪力牆
RC結構部份 開孔
翼板 加勁材
設置錨錠螺栓 無開孔之鋼
板剪力牆
RC構架中設置鋼構架, 並於四週間 剪力釘均勻銲接於鋼構架四週
隙以無收縮混凝土砂漿加壓填充
圖4.8 增設鋼構材補強示意圖
【資料來源:本研究製作】
採用鋼構材補強方式區分為構架式斜撐(鋼板剪力牆)及直接式斜撐(鋼板剪力牆)
兩種,圖4.8-4.9 為幾種補強形式示意圖。鋼構材與既有RC 結構之連接方式則分為
直接式與間接式兩種,直接式為指藉由錨錠螺栓、銲接等方式直接將鋼構材連接於
既有RC 結構上,間接式為指於RC 結構與鋼構架上預設螺栓,後再填充砂漿接合,
本報告對於鋼構材補強方面,主要適用於鋼構架四邊皆與既有RC 結構採間接緊密
結合之補強方式。
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第四章 結構系統補強
(a) X型斜撐 (b) K型斜撐
(c) 門型斜撐 (d) 菱型斜撐
開孔
翼板
加勁材
(e) 鋼板牆 (f) 偏心斜撐 (g) Y型斜撐
圖4.9 常見之鋼構架型式示意圖
【資料來源:本研究製作】
二、規劃
一般鋼框斜撐構架依其附掛方式又可分成兩種型式,一種為外附式之鋼框斜撐構
架,此種型式之鋼框架係直接附掛於既有結構物外圍梁、柱結構之外側上,所以對
於既有結構之空間與動線響影不大,且施工快速亦不影響內部空間之運作,非常適
用於醫院、學校或百貨公司等建築物;另一種型式為內嵌式鋼框斜撐構架,此構架
是直接內嵌於既有梁、柱構架之內側,相對於外附式鋼框構架,其與原結構之結合
界面比較容易處理,但由於鋼框構架內嵌於原結構梁、柱構架中,會對原結構物的
空間與動線造成影響,因此在配置上會有較多的限制。
在考量施工性之情況下,於既存RC 結構之構架增設鋼構架補強為使施工較簡速
之方式;若補強RC 構架發生整體之撓曲破壞時,補強效果可能無法達到預期,所
以於配置鋼構架時需考慮此因素來達到最佳之補強效果;另由於補強鋼構架與既存
RC 結構間之接合會嚴重影響補強效果,所以此些部位需設計成使內力可均勻之傳
遞。同其他補強方式,補強鋼構架對平面偏心、立面強度勁度分佈之影響亦需考量
於設計規劃中。
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鋼筋混凝土建築結構耐震補強技術與示範例之研擬
表 4.2-1 鋼構架補強結構之損壞機制
損壞機制 既有RC 構架 鋼構架 連接構件
第一類:強度與韌性共 -梁柱之撓曲破壞 鋼斜撐:斜撐之降伏或 無損壞
同控制(破壞於鋼斜 -梁柱之撓剪破壞 挫屈
撐或鋼造剪力牆) 鋼造剪力牆:牆之剪力
降伏或翼板之撓曲降伏
第二類:強度控制(破 梁柱之剪力破壞 無損壞 摩擦剪力破壞
壞於連接構件)
第三類:韌性控制 RC 構架整體之撓曲 無損壞 無損壞
破壞為主(柱之承壓
或承拉控制)
第四類:強度控制 短柱之剪力破壞 鋼斜撐:斜撐之降伏或 無損壞
挫屈
鋼造剪力牆:牆之剪力
降伏或翼板之撓曲降伏
第五類:基礎控制 地梁、連接既有構架 無損壞 無損壞
大梁的剪力或撓曲破
壞
【資料來源:本研究製作】
三、設計程序
(1) 構架式鋼斜撐補強
採用構架式鋼斜撐(鋼板剪力牆)補強之結構,主要包括既有RC 構架、鋼構架及
連接構件三部份元素,補強形式可為強度補強、韌性補強及強度與韌性共同提昇之
補強,補強形式主要依據補強構材之強度-韌性關係及補強後結構整體之損壞機制來
決定,其主要可區分為如表4.2-1 中所示之5 種形態。對於一般老舊建築物若採用
構架式鋼斜撐補強時,建議採用強度補強為主,韌性補強為輔之補強方式。
設計原則
(a) 結構以鋼構架補強時其側向強度之計算,應考慮RC 構架極限強度、補強鋼
構架極限強度及接合部位強度三項目後取可能之較小值為整體之強度。
(b) RC 構架之柱的極限強度計算以原RC 斷面為主,除特別考量外,補強砂漿及
鋼構材強度不計入RC 柱之強度。
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來源:內政部建築研究所《鋼筋混凝土建築結構耐震補強技術與示範例之研擬》,民國105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。