使用前先看:本頁保留105年研究與附錄E手冊稿原文;公式、材料數值、CNS/ACI/FEMA、分析方法與審查程序均須另查今日有效版本。
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研究報告第六章 醫院結構補強設計示範例(5/7);原PDF第143–148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。
- 示範例性質:醫院及住商混合大樓之模型、補強方案、分析結果與圖說是研究示範例,不是可直接套用至其他建築的標準圖或核定設計。
- 附錄圖說:附錄C、D是個案示範圖說,含特定建築配置、構件、錨定與基礎細節;實案仍須由專業技師依現況調查、評估、契約與審查程序設計。
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¶ 建研所RC耐震補強研究|原檔第143頁
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第六章 補強設計例:醫院結構
圖6.25 X 向補強後立面圖【資料來源:本研究製作】
1.6
C
1.2
B
0.8 E
D Force/SF
0.4
A
0
0 4 8 12 16
D isp/S F
圖6.26 鋼斜撐軸力非線性鉸參數結果 【資料來源:本研究製作】
6.6 鋼斜撐軸力非線性鉸參數 【資料來源:本研究製作】
Point Force/SF Disp/SF
A 0 0
B 1 0
C 1.33 11
D 0.8 11
E 0.8 14
6-27¶ 建研所RC耐震補強研究|原檔第144頁
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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
0 A
E D
-0.4
-0.8 Force/SF
C B
-1.2
-8 -6 -4 -2 0
D isp/S F
圖6.27 鋼斜撐軸力非線性鉸參數結果
【資料來源:本研究製作】
表6.7 鋼斜撐軸力非線性鉸參數【資料來源:本研究製作】
Point Force/SF Disp/SF
A 0 0
B -1 0
C -1 -0.01
D -0.2 -0.01
E -0.2 -8
Y 方向補強
1.本方案主要目標是採系統補強、提升結構元件強度方法,研擬於既有構架內予以
間接接合型鋼框架斜撐以提升整體耐震能力,鋼框架斜撐補強設計圖如圖6.20 所示。
考量將來使用單位之動線,Y 向選定12 處施做鋼框架斜撐以替換原有磚牆及外牆,
補強元件均從基礎施作至屋頂層,如此即可增加整體結構之抗震能力,鋼框架斜撐
補強位置示意圖如圖6.21 所示。
2.補強後結構經側推分析後所得容量曲線與原結構比較圖如圖6.28 中所示,由圖中
知補強後結構之最大基底剪力為5279 tf,原結構最大基底剪力則為2116 tf,故兩者
之差值為3163 tf,補強後最大側力強度之性能目標地表加速度為Ap=0.343 g,大於
本案例醫院之耐震能力需求At=0.32 g,耐震能力從原本0.146 g 提升至0.343 g,有
6-28¶ 建研所RC耐震補強研究|原檔第145頁
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第六章 補強設計例:醫院結構
明顯效果,性能點下最大層間變位角為0.97%,亦滿足位移性能準則。
6 0 0 0 0 0 0
4 0 0 0 0 0 0
Shear(kgf)
Base
2 0 0 0 0 0 0
0
0 2 4 6 8 1 0
R o o f D is p lacem en t(cm )
圖6.28 Y 向補強前後容量曲線比較圖
【資料來源:本研究製作】
3.隅板設計及檢核
(1)隅板與鋼斜撐接合填角焊焊接長度 斜撐與隅板間銲材之剪力強度,需能夠使斜
撐之力量傳遞至隅板,其焊接長度Lw 須滿足下式:
φ(0.6 Fexx )(.0707Tw )(8 Lw ) ≥ Pu
其中,φ= 0.75 ,Fexx:焊材張力強度,Tw:填角焊尺寸,Pu:鋼斜撐最大軸力。
(2)隅板塊狀剪力破壞檢核塊狀剪力強度為剪力撕裂強度與其垂直面上張力斷裂強
度之和,其設計強度須滿足:
φPn ≥ Pu
Pn = 6.0 Fu , g Anv + Fu , g Ant ≤ 6.0 Fy , g Agv + Fy , g Ant
其中, φ= 0.75 ,Fy,g:隅板鋼材之降伏強度,Fu,g:隅板鋼材之極限強度,Agv:受
拉全斷面積,Ant:受拉淨斷面積,Anv:受剪淨斷面積。
(3)隅板拉力降伏檢核建議由斜撐與隅板接合銲道接合點開始,沿斜撐軸向呈 30 度
角擴張,直至最後銲接點,如圖6.23 拉力破壞斷面寬度Wwhitmore 可表示為下式:
Wwhitmore = 2 Lw tan 30° + H
其中,Lw:焊接長度,H:鋼斜撐斷面高度。有效斷面寬度Be 取Wwhitmore 與Wactual
6-29¶ 建研所RC耐震補強研究|原檔第146頁
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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
之小值,則隅板設計須滿足下式:
φFy , g BeTg ≥ Pu
其中,φ= 0.9 ,Fy,g:隅板鋼材之降伏強度,Tg:隅板厚度,Pu:鋼斜撐最大軸力。
(4)隅板與梁柱銲接尺寸
對於柱翼邊隅板填角銲腳長Tc 與梁翼邊隅板填角銲腳長Tb 可由下式求得:
φVan , c ≥ .1 25 Vuc2 + H uc2
φVan ,b ≥ .1 25 Vub2 + H ub2
⎡ 5.1 ⎛ −1 H uc ⎞ ⎤ Van , c = 2(.0707Tc )(2β)(6.0 Fexx )⎢1 + 5.0 sin ⎜⎜ tan ⎟⎟ ⎥ ⎢⎣ ⎝ V uc ⎠ ⎥⎦
⎡ 5.1 ⎛ −1 H ub ⎞ ⎤
tan ⎟⎟ ⎥ Van ,b = 2(.0707Tb )(2α)(6.0 Fexx )⎢1 + 5.0 sin ⎜⎜ ⎢⎣ ⎝ V ub ⎠ ⎥⎦
其中,φ= 0.75 ,且需再檢核 TC ≤ 8.0Tg , Tb ≤ 8.0Tg 。
4.斷面轉換
原構架斷面和補強接合部砂漿界面之整體I 值轉換為一長度相同矩形之I 值,藉由
此矩形模擬原有構架和補強接合部砂漿界面的整體斷面。
5.間接接合型鋼框架斜撐補強數值模型及立面圖如圖6.24 及圖6.29 所示(圖6.26、
圖6.27 和表6.6、表6.7 為鋼斜撐非線性鉸參數結果和參數)。鋼框架斜撐補強之耐
震能力評估結果如表6.8 所示,本補強方案確可提昇本案例之耐震能力至合格標
準。
6-30¶ 建研所RC耐震補強研究|原檔第147頁
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第六章 補強設計例:醫院結構
圖6.29 Y 向補強後立面圖 【資料來源:本研究製作】
表6.8 鋼框架斜撐補強之耐震能力評估結果【資料來源:本研究製作】
地震力作用方向 +X -X +Y -Y
耐震能力(g) 0.38 0.377 0.344 0.331
層間變位角(%) 1 1 0.97 0.89
耐震能力AP(g) 0.377 0.331
耐震能力標準AT(g) 0.32
CDR 值(AP/AT) 1.01 1.03
評估結果 合格 合格
四、補強方案四:增設開口RC 牆
【補強案例規劃概要說明】
X 方向補強
1.本方案主要目標是採系統補強、提升結構構件強度,研擬於既有構架內予以增設
6-31¶ 建研所RC耐震補強研究|原檔第148頁
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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
開口剪力牆以提升整體耐震能力,開窗型開口剪力牆補強示意圖如圖6.30 所示(圖
6.31 為A-A 剖面圖),考量將來使用單位之動線,X 向選定8 處施做剪力牆以替換
原有磚牆及外牆。補強元件均從基礎施作至屋頂層,如此即可增加整體結構之抗震
能力,開口剪力牆補強位置示意圖如圖6.32 所示。
圖6.30 開口剪力牆補強示意圖(開窗)
【資料來源:本研究製作】
圖6.31 開口剪力牆A-A 剖面圖
【資料來源:本研究製作】
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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。