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(6/7);原PDF第149–153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149頁
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第六章 補強設計例:醫院結構
圖6.32 開口剪力牆補強位置示意圖
【資料來源:本研究製作】
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6.33 中所示,由圖中
知道補強後結構之最大基底剪力為6102 tf,原結構最大基底剪力則為3700 tf,故兩
者之差值為2402 tf,補強後最大側力強度之性能目標地表加速度為Ap=0.366 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0.255 g 提升至0.366 g,
有明顯效果,性能點下最大層間變位角為0.53%,亦滿足位移性能準則。
8000000
6000000
4000000 Shear(kgf)
Base
2000000
0
0 4 8 12
Roof Displacement(cm)
圖6.33 X 向補強前後容量曲線比較圖 【資料來源:本研究製作】
6-33¶ 建研所RC耐震補強研究|原檔第150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
3.開口尺寸設計
考慮到植筋之間相互影響的效應,如欲配置雙 排牆鋼筋,根據規範要求牆體水平
剪力鋼筋面積 與混凝土垂直斷面積之比 tρ至少須為0.0025,間距不得大於Lw/5、
3h 或45 cm,其中Lw 為構件寬度,h 為構材總厚度或全深,而牆體垂直剪力鋼筋面
積與混凝土水平斷面面積之比 lρ不得小於下式:
⎛ hw ⎞ (ρt − .00025) ρl = .00025 + 5.0⎜⎜ 5.2 − ⎟⎟ ⎝ Lw ⎠
亦不得小於0.0025,但不需大於計算 lρ之值,間距不得大於Lw/5、3h 或45 cm,式
中hw 為全牆總高或所考慮牆段之高度。
4.角隅鋼筋設計
斜向角隅鋼筋配置依照混凝土設計規範及解說中7.4.7 節規定,牆內若有開窗開孔
者,開口四周須加置不少於2 根#5 之鋼筋,此等鋼筋須延伸至孔角外至少60 cm,
並不得小於伸展長度。然而此一規範於業界施作時,並不廣泛被遵守,因此本案例
採用目前業界慣用「牆筋大一號數鋼筋」之配置邏輯,經預估計算全部試體極限側
力強度之後,取單邊試體切自由體圖,先以混凝土開裂公式:
⎛ N ⎞
bd VC = .0 53 f ' c ⎜⎜ 1 + ⎟⎟
⎝ 140 Ag ⎠
計算的混凝土開裂強度,其中f’c 為混凝土抗壓強度,N 為軸力,b 為構件寬度,d
為構件之有效深度;如側力強度大於牆體混凝土開裂強度,則假設改由牆體水平、
垂直向鋼筋及柱混凝土剪力強度抗剪,將各個方向的力轉換為角隅鋼筋方向(斜向
45 度角)之後,不足抵抗側力的量即由角隅鋼筋承受。
5.斷面的轉換
原有構架斷面和剪力牆之整體斷面在數值模擬時使用長度一樣寬度取用斷面寬度
之最大值,但是在輸入TEASPA 時,其I 值以實際斷面去計算輸入,藉由此矩形模
擬原有構架和剪力牆的整體斷面。
6.增設開口剪力牆補強X 向數值模型及立面圖如圖6.34 及圖6.35 所示(圖6.36 和表
6.9 為RC 剪力牆剪力非線性鉸參數結果和參數),增設開口剪力牆補強之耐震能力
評估結果如表6.10 所示,本補強方案確可提昇本案例之耐震能力至合格標準。
6-34¶ 建研所RC耐震補強研究|原檔第151頁
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第六章 補強設計例:醫院結構
圖6.34 X 向增設開口剪力牆補強模型
【資料來源:本研究製作】
圖6.35 X 向補強後立面圖
【資料來源:本研究製作】
6-35¶ 建研所RC耐震補強研究|原檔第152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
2
1.6
1.2
Disp/SF C
0.8
D
0.4
B
A E 0
0 2 4 6
Force/SF
圖6.36 開口RC 牆剪力非線性鉸參數結果
【資料來源:本研究製作】
表6.9 開口RC 牆剪力非線性鉸參數【資料來源:本研究製作】
Point Force/SF Disp/SF
A 0 0
B 0.2525 0
C 1 1
D 0.4 5.6971
E 0 5.6971
Y 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
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,考
量將來使用單位之動線,Y 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。
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6.38 中所示,由圖中
知補強後結構之最大基底剪力為5770 tf,原結構最大基底剪力則為2116 tf,故兩者
之差值為3654 tf,補強後最大側力強度之性能目標地表加速度為Ap=0.322 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0.255 g 提升至0.322 g,有
6-36¶ 建研所RC耐震補強研究|原檔第153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0.52%,亦滿足位移性能準則。
6000000
4000000
Shear(kgf)
Base
2000000
0
0 2 4 6 8 10
Roof Displacement(cm)
圖6.38 Y 向增設開口剪力牆補強模型
【資料來源:本研究製作】
3.開口尺寸設計
考慮到植筋之間相互影響的效應,如欲配置雙 排牆鋼筋,根據規範要求牆體水平
剪力鋼筋面積 與混凝土垂直斷面積之比 tρ至少須為0.0025,間距不得大於Lw/5、
3h 或45 cm,其中Lw 為構件寬度,h 為構材總厚度或全深,而牆體垂直剪力鋼筋面
積與混凝土水平斷面面積之比 lρ不得小於下式:
⎛ hw ⎞ (ρt − .00025) ρl = .00025 + 5.0⎜⎜ 5.2 − ⎟⎟ ⎝ Lw ⎠
亦不得小於0.0025,但不需大於計算 lρ之值,間距不得大於Lw/5、3h 或45 cm,式
中hw 為全牆總高或所考慮牆段之高度。
4.角隅鋼筋設計
斜向角隅鋼筋配置依照混凝土設計規範及解說中7.4.7 節規定,牆內若有開窗開孔
者,開口四周須加置不少於2 根#5 之鋼筋,此等鋼筋須延伸至孔角外至少60 cm,
並不得小於伸展長度。然而此一規範於業界施作時,並不廣泛被遵守,因此本案例
採用目前業界慣用「牆筋大一號數鋼筋」之配置邏輯,經預估計算全部試體極限側
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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。