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附錄E 技術手冊稿第四章 結構系統補強（3／5）；原PDF第317–328頁。
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- 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。
- 附錄E定位：原PDF第248頁明示附錄E，第249頁起題為《鋼筋混凝土建築結構耐震補強技術手冊》。本站稱為『附錄E技術手冊稿』，避免與後續獨立販售之參考手冊混淆。
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¶ 建研所RC耐震補強研究｜原檔第317頁
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第四章 結構系統補強
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。
[說明] 構架式鋼斜撐(鋼板剪力牆)補強之設計原則:
(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。
(c) 補強鋼構之極限強度計算，一般可假設所有受拉與受壓鋼構材之強度
同時達其極限強度情況下來計算。
(d) 採用鋼板剪力牆補強且補強機制為剪力降伏消能時，需採用適當之加
勁材來避免翼板之撓曲降伏及鋼板之剪力挫屈情況。
(e) 對於次要構架採用鋼構架補強時，鋼構架之抗撓曲降伏強度需小於RC
構架柱軸向降伏時對應之強度。
(f) 連接補強構架之連接梁、正交梁及基礎之重量，由於構架旋轉效應，
其於計算強度時應考慮此效應。
(g) 接合部位之極限強度應妥加計算。
補強設計步驟
(a) 斜撐構架設計步驟
(i) 決定斜撐鋼構架承擔之側向力。
(ii) 決定鋼構架與協撐之尺寸與斷面積。
(iii) 決定錨錠螺栓位置與數量、大小，接合部位之剪力強度不宜小於斜撐
鋼構架之側向強度，即控制破壞發生於斜撐鋼構架。
4-17¶ 建研所RC耐震補強研究｜原檔第318頁
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鋼筋混凝土建築結構耐震補強技術手冊
(iv) 設計斜撐與鋼構架之接頭。
(b) 鋼板剪力牆構架之設計步驟
(i) 先設計鋼板剪力牆構架四周之錨錠。
(ii) 決定鋼板剪力牆之開孔大小與位置。
(iii) 決定鋼板剪力牆構架承擔之側向力。
(iv) 於假設鋼板剪力牆開孔附近為剪力降伏情況下，決定其鋼板厚度。
(v) 設計翼板斷面使於剪力牆開孔附近不產生撓曲降伏、局部挫屈及側向
挫屈。
(vi) 設置加勁材來預防鋼板剪力牆之剪力挫屈。
斜撐有效強度
對於採用構架式鋼斜撐補強，斜撐構材於補強設計分析時之標稱壓力強
度Pn 與拉力強度Tn 依下式計算
Pn = Ag Fcr (4.8a)
當( λc ≤ 1.5)
Fcr = exp( − .0 419λ2c ) F y (4.8b)
或
Fcr = ( .0 211λ3c − .0 57λ2c − .0 06λc + 0.1 ) F y ; 銲接箱形構材 (4.8c)
當( λc > 1.5)
⎡ .0 877 ⎤
Fcr = 2 F y (4.8d) ⎢⎣ λc ⎥⎦
或
⎡ .0 764 ⎤
Fcr = 2 F y ; 銲接箱形構材 (4.8e) λc ⎥⎦ ⎢⎣
kL F y
λ=c (4.8f)
πr E
及
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第四章 結構系統補強
Tn = Ag Fy (4.9)
Ag = 構材之全斷面積(cm2)
Fy = 標稱降伏應力(t/cm2)
E = 彈性模數(t/cm2)
L = 構材無側撐長度(cm2)
r = 對挫屈平面之最小迴轉半徑(cm2)
k = 有效長度係數，可取為2.0。
Note: 斜撐構材之拉力強度Tn 不大於連接偶板降伏強度或鋼框錨錠抗拉拔
強度。
表 4.2-2 補強鋼構架之塑性轉角容量
破壞形式 塑性轉角容量θu
梁柱之撓剪破壞 依第三章計算其塑性轉角
梁柱之剪力破壞
摩擦剪力破壞 θ=0.5%u rad.
偶板破壞
RC 構架整體之撓曲破壞(柱 補強鋼構架之Ra 值= 既有RC 構架之Ra 值
之承壓或承拉控制)
鋼斜撐之破壞 依圖4.10 與表4.2-3 取值模擬
極短柱之剪力破壞 補強鋼構架之Ra 值=1.5
連結地梁破壞 土壤承載力控制:θ=1.5%u rad.
地梁剪力或撓曲破壞:依附錄B 計算塑性轉角
補強構架塑性轉角容量
採用構架式鋼斜撐(鋼板剪力牆)補強之結構，其塑性轉角容量根據破壞
模式依表4.2-2 取值。對於一般RC 構架內設置構架式鋼斜撐，雖然對於配
置設計良好之鋼斜撐或鋼板剪力牆其本身其韌性容量可遠高於既有之RC結
構，但當支撐鋼構架之RC 構架或週遭連接構材發生嚴重破壞時，鋼構架之
韌性亦會因無穩定之支撐而受限無法完全發揮，所以於決定構架式鋼斜撐之
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韌性容量時，宜將鋼構架本身及其周遭RC 構架、構材互制之情況一併加以
考量。
表4.2-3： 鋼斜撐非線性分析之模擬參數
模擬參數
塑性變形 殘餘強度比
桿件 / 荷載 a b c
受 壓 斜 撐
a. 雙角鋼面內外挫屈 0.5ΔC 8ΔC 0.2
b. W 或I 型 0.5Δ C 8ΔC 0.2
c. 雙槽型鋼面內外挫屈 0.5Δ C 8ΔC 0.2
d. 鋼管混凝土 0.5Δ C 7ΔC 0.2
e. 矩形冷軋鋼管
d 90
1. ≤ 0.5ΔC 7ΔC 0.4 t F y
d 190
2. ≥ 0.5ΔC 3ΔC 0.2 t Fy
90 d 190
3. ≤ ≤ 線性內插求值
F y t F y
f. 圓型中空鋼管
d 1500
1. ≤ 0.5ΔC 9ΔC 0.4 t F y
d 6000
2. ≥ 0.5ΔC 3ΔC 0.2 t Fy
1500 d 6000
3. ≤ ≤ 採線性內插求值
F y t F y
g. 挫屈束制斜撐 6ΔY 10ΔY 0.5
h. 鋼板剪力牆(具適當加勁
4ΔY 6ΔY 0.4
材)
受拉斜撐 11ΔT 14ΔT 0.8
註：ΔC 為挫屈強度下之軸向變形
註：ΔT 為降伏拉力下之軸向變形
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第四章 結構系統補強
圖4.10 鋼造構材之載重-變形曲線示意圖
4.2.4 結構細節
(1) 施作方式
鋼構架補強時需注意以下所述各項之建議:
(a) 採用斜撐鋼構架補強時，對於K 型或X 型之鋼斜撐，需注意其寬厚比，
鋼斜撐亦需具有正向與反向載重下對稱之耐震容量。
(b) 採用鋼板剪力牆構架補強時，鋼板剪力牆開孔位置對剪力降伏強度之影
響需要進行考量，另需適當配置橫向加勁材以防止嚴重之剪力挫屈，當牆開
孔甚大時，則需注意鋼板剪力牆構架整體之撓曲強度是否會高於剪力強度。
(c) 鋼構架與既存RC構架間之接合部位的強度需滿足需求，圖4.11及圖4.12
為典型配置之示意圖。
H200x200x8x12 19φ@150
H200x200x12x16 2-16φ@150
水泥砂漿
SYM.
抗挫屈型鋼
圖4.11 鋼斜撐及鋼構與RC 構架接合配置示意圖。
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(2)結構細節
(a) 斜撐鋼構架之各別鋼桿件的斷面選擇以不產生局部挫屈為原則。
(b) 鋼構架與既存RC 構架間之接合部位不可有應力集中現象。
(c) 接合部位的錨錠需使用化學螺栓、膨脹螺栓或植筋，且不宜混用；錨錠
螺栓之設置應均勻的配置於構架之梁及柱週圍，既存RC 構架之混凝土表面
需打毛至粗糙度大於6mm。
(d) 接合部位之錨錠螺栓設置需使應力能均勻傳遞，接合部位應採用加壓之
無收縮水泥砂漿填充，並以箍筋、螺旋筋為補強筋增加其圍束能力。
(e) 斜撐鋼構架之斜撐的斷面需大於H150x150x7x10 (mm)。
(f) 鋼板剪力牆構架之鋼板厚度需大於4.5 mm，橫向加勁材之間距需小於
100 cm。
D19@150(bonded anchor)
16φ@150(shear stud)
L160x19
(加勁材) 鋼板
L-6(加勁材)
圖4.12 鋼板牆及鋼構與RC 構架接合配置示意圖。
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第四章 結構系統補強
錨錠螺栓 既有RC結構 P (化學錨栓或植筋)
表面打毛 剪力釘
無收縮水
h 泥砂漿 約15-25cm
e2 t ds 鋼框架 鋼框架
e1 g 補強筋 t ≥ d s /4
e1 ≥ 60 g ≥ 60 (螺箍筋或環箍筋)
圖 4.13a 鋼構架與既存RC 構架之間接結合方式圖
原結構
錨栓
螺筋 箍筋
繫筋
剪力釘 輔助
水平筋
錨栓
螺筋 箍筋
剪力釘 輔助
水平筋
圖 4.13b 各種不同鋼構與RC 結合型式圖
(g) 錨錠螺栓之設置符合以下要求(圖4.13)
(i) 錨錠螺栓之直徑不小於16mm，且錨錠螺栓之間距不大於25 cm。
為了使錨栓應力分散，原則上於鋼筋混凝土梁、柱全範圍配置，且在設計
時須檢核錨栓之拉力強度。但經由實驗可發現，在具有鋼框架且全範圍配置
錨栓的情況下，錨栓主要受剪斷力作用。在具有鋼框架情況下，未有使用金
屬型錨栓之實例，若使用接著型錨栓，對於錨栓尺寸、配置及長度，有以下
規定：
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鋼筋混凝土建築結構耐震補強技術手冊
(a) 接著型錨栓使用尺寸同樣為D16 以上。
(b) 錨栓配置間距須250 mm以下。
(c) 錨栓於混凝土打毛後表面算起，在砂漿中之伸展長度 nλ應確保在
6da 以上(da：錨栓直徑)，且錨栓端部應搭配螺帽；對於錨栓之有效埋深λ則
確保7da 以上。
(ii) 鋼框架與既有鋼筋混凝土構架打毛後之間距h′建議為150~250 mm 之
間，以保持良好施工性，並在其間灌入無收縮砂漿。而對於配置於鋼框架上
之剪力釘間距限制可參考圖4.13，圖中e1 表斷面配置中剪力釘中心與鋼框
架外側之邊距，e2 則為長向配置中，第一根剪力釘中心與鋼框架之邊距，g
為剪力釘斷面配置中之雙跟剪力釘中心距，並有以下限制：
e1 ≥ 60mm ； 60 mm ≥ e2 ≥ 30 mm ； g ≥ 60 mm
此外，鋼框架與剪力釘相連之板厚t 須滿足：
t ≥ d s 4
以確保剪力釘和鋼板有良好接合，而式中ds 表剪力釘軸部之直徑。
(iii) 設計時應皆採用16φ或19φ之剪力釘。若須採用其他規格或尺寸之剪力
釘，則須再透過實驗確認其性能及強度。對於剪力釘之配置及長度，有以下
規定：
(a) 間距限制和錨栓相同，須250 mm 以下，而在設計時，將剪力釘與錨栓
配置相同間距為佳。
(b) 對於剪力釘之長度 sλ，由鋼框架表面算起至剪力釘頭部下端，應確保
6da 以上，同樣與錨栓規定相同。
(c) 剪力釘尺寸若採用16φ，建議為雙排配置；若採用19φ，則可雙排或單
排配置。
(iv) 剪力釘與錨栓搭疊長度及間隔: 對於剪力釘與錨栓在砂漿中搭疊長度
L，則有以下限制：
L = λ n + λ s − h′ , L ≥ max( λ n 2, λ s 2)
4-24¶ 建研所RC耐震補強研究｜原檔第325頁
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第四章 結構系統補強
而一般將剪力釘與錨栓長度設計相同，即 λ s ≈ λ，而補強接合部深度h′一般n
採用150~250 mm。
(v) 鋼框架與既有鋼筋混凝土構架之間隙，原則上灌入無收縮水泥砂漿，以
防止既有與鋼筋混凝土梁有間隙產生，並確保補強接合部剪力強度。為了確
保灌入之砂漿能使鋼架與既有構架緊密接合及施工更加容易，期望能確保以
下性質：
(a) 砂漿之壓縮強度需要高(建議300 kgf/cm2 以上)。
(b) 既有混凝土表面及鋼框架表面接著力良好。
(c) 可具有膨脹性，且硬化後體積不可變化(無收縮)。
(d) 流動性良好、施工性良好。
As為此兩鋼筋斷面積和
既有RC結構
填充水泥砂
漿部份
補強鋼構架
圖4.14 接合灌漿部位示意圖
(vi) 對於補強接合部之箍筋型式，有螺旋箍筋、閉合箍筋、階梯式箍筋等型
式。其中螺旋箍筋及閉合箍筋具有較高之應力且對於砂漿之圍束效果較佳，
並可幫助剪力釘及錨栓能有更佳之應力傳達效果，因此建議採用螺旋箍筋或
閉合箍筋。
對於螺旋箍筋，採用直徑6 mm 以上之鋼線，間距範圍為40~60 mm，
或者以剪力釘間距之1/3~1/6 倍為佳。對於閉合箍筋，採用D10 以上鋼筋作
為箍筋，並在四角配置D13 以上鋼筋，而間距原則上採用剪力釘間距之
1/2~1/3 倍為佳。考量施工性及實驗結果顯示，螺旋箍筋、方箍筋及階梯式
箍筋於水泥砂漿中之箍筋比 ρ不得小於0.4%，其計算公式如下(如圖4.14s 所
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示)
As ρs = (4.10)
h ′d s
其中
sA = d s 間距內補強鋼筋之斷面積和
h′= 接合灌漿部位之寬度
d s = 補強鋼筋之間距
(vii) 錨錠螺栓與剪力釘提供之剪力強度依鋼結構設計規範計算如下:
q = 0.5Qn (4.11)
Qn = 0.5Asc fc' Ec ≤ Asc Fu (4.12)
其中 Asc :螺栓(剪力釘)斷面積，cm2； cf' :混凝土之抗壓強度，tf/cm2； uF:剪力
釘之標稱抗拉強度，tf/cm2； cE :混凝土之彈性模數，tf/cm2
4.3 挫屈束制支撐
挫屈束制支撐元件之設計、測試與維護需依建築物耐震設計規範相關規定
進行，與既存結構之結合需妥為設計及確保於耐震需求下不產生任何破壞，
補強後結構基礎之承載能力應加以檢討或提供適當之基礎補強，另對使用空
間之影響於規劃時應納入考量。
說明: 挫屈束制支撐(buckling-restrained brace,BRB）的概念最早源自於日本，
1973 年由Wakabayashi 等學者提出並進行了一系列的試驗與研究分析；該
創新的概念利用預鑄的鋼筋混凝土板圍束斷面為平板狀的鋼斜撐，同時在預
鑄的RC 板與平板狀的鋼斜撐間鋪設脫層材料，使得鋼斜撐受拉可達降伏，
受壓時藉由RC 板的圍束避免鋼斜撐發生挫屈且亦可達降伏。這項開創性的
研發解決了傳統鋼斜撐受壓時會發生挫屈的缺點，從此改變結構工程耐震系
統的發展。1980 年代開始，先後由日本、印度、美國與台灣的學者延續這
項開創性的概念，提出各種組成型式的BRB 並進行大量的試驗研究與受力
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第四章 結構系統補強
行為分析；研究結果證實， BRB 除了在受拉或受壓的狀態下均可達降伏
外，其受力變形反應的遲滯行為相當飽滿，沒有勁度束縮或強度折減的現
象，具高勁度、高韌性與高消能容量的特性。此外，試驗結果亦顯示，BRB
即使經歷數次地震仍可不發生破壞，且在疲勞斷裂前的遲滯消能行為相當穩
定，適合做為結構減震的消能元件。將BRB 設計為主要的抗側力系統或利
用BRB 為主要的消能元件已經相當普遍，不論是建築、橋梁、新建或補強
結構均常見應用BRB 的工程案例；至2015止，BRB應用在全國各地已超過
200棟新建或補強建築中(吳安傑等，2015)。
補強設計規劃
一般BRB 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
BRB 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BRB 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BRB 斜撐構架對平
面偏心、立面強度勁度分佈、梁柱軸力穩定性及基礎承載力之影響亦需考量
於設計規劃中。
設計原則
(a) 結構以BRB 斜撐補強時其側向強度之計算，應考慮原RC 構架極限強
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度(或外加構架強度)、補強BRB 極限強度及接合部位強度三項目後取較
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
材及鋼構材強度不計入RC 柱之強度。
(c) 補強BRB 之極限強度計算，一般可假設受拉與受壓構材之強度同時
達其極限強度情況下來計算。
(d) 採用鋼框式BRB斜撐補強時，需採用適當之加勁材來避免鋼框與BRB
接合部位之降伏及局部挫屈情況。
(e) 連接補強構架之連接梁、正交梁及基礎之重量，由於構架旋轉效應，
其於計算強度時應考慮此效應。
(f) 接合版及接合部位錨碇或連接材之極限強度應妥加計算。
鋼框式BRB 斜撐補強設計步驟
(1) 由原結構側推分析初步決定BRB 斜撐鋼構架所需承擔之側向力。
(2) 決定鋼構架與BRB 斜撐之尺寸與斷面積。
(3) 決定錨錠螺栓位置與數量、大小，接合部位之剪力強度不宜小於斜撐
構架之側向強度，即控制降伏發生於BRB 斜撐。
(4) 設計BRB 斜撐與鋼構架之接合板尺寸。
(5) 由側推分析再檢討耐震性能及基礎承載力、連接構材強度與柱之軸向
強度是否合於要求。
設計程序
為協助工程師進行BRB 的構件與接合設計，降低人為經驗判斷需求、
減少錯誤發生機會，以確保BRB 可被正確應用並發揮抗震功能，國震中心
除了提供WES-BRB 構件、接合設計與製造技術論文外，同時完成開發名
為Brace on Demand（BOD）的雲端設計軟體（林保均等，2014）。使用者可
透過專屬BOD 瀏覽器，遠端連線國震中心所架設的伺服器，執行雲端設計
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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。