¶ 新版鋼結構設計技術規範中因應我國載重與工程特性之相關參數研究｜第三章 研究內容（7／7）
發布機關：內政部建築研究所
受委託單位：中華民國鋼結構協會
研究主持人：王炤烈；共同主持人：林克強
版本與性質：111年12月；委託研究報告（11115G0019、PG11102-0058）
官方來源：研究成果發布頁 ｜ 官方原始PDF
閱讀提醒：本件為111年12月研究成果，不是現行設計規範。原報告所提載重、安全係數、材料與草案內容均須連同研究假設閱讀，不可直接當作法定設計要求。
受委託單位：中華民國鋼結構協會
研究主持人：王炤烈；共同主持人：林克強
版本與性質：111年12月；委託研究報告（11115G0019、PG11102-0058）
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研究報告目錄 ｜ 建研所研究報告與技術資料 ｜ 結構設計與材料
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新版鋼結構設計技術規範中 因應我國載重與工程特性之相關參數研究 圖 3-16 AISC 342-22 重新定義鋼結構與構件廣義力-變位關係圖 表 3-13 AISC 342 考量之既有鋼結構參數設定表 48
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第三章 研究內容 隨著國內經濟發展的成熟以及社會基礎建設的進步，鋼結構建築的數量也不斷地持 續成長，而台灣位處地震頻仍地帶，相關的耐震規範與標準，甚至鋼結構物的耐震性能 要求，都隨著科技與工程技術日益精進而提高，但由於相關既有鋼構造評估方法細部準 則仍付之闕如，國內應及早推動「既有鋼構造建築物之耐震評估與補強規範」的制訂工 作，提供現階段以及未來工程實務上使用，不僅讓工程師或從業技師有一致的耐震評估 方法與技術，同時也應逐步帶動國內鋼結構建築耐震補強的新科技與新思維，為整體鋼 結構建築環境達成全面整備，產業上中下游各環節與國際同步無縫接軌。 3.1.6 國內鋼結構建築活載重之相關規定探討 本研究探討活載重對設計參數之相關影響，依期中審查會議討論事項，對國內活載 重之相關規定再進行整理。進行鋼結構建築物相關結構設計時，需遵循國內之相關法規 與規定辦理，其中有關載重之相關規定，目前主要皆規定於建築技術規則中，其中活載 重之定義為：「垂直載重中不屬於靜載重者，均為活載重，活載重包括建築物室內人員、 傢俱、設備、貯藏物品、活動隔間等。工廠建築應包括機器設備及堆置材料等。倉庫建 築應包括貯藏物品、搬運車輛及吊裝設備等。積雪地區應包括雪載重。」(建築技術規則 建築構造篇第一章第三節第十六條)，而建築技術規則建築構造篇第一章第三節第十七 條則定義樓板最低應考量之均佈活載重，如下：「建築物構造之活載重，因樓地板之用途 而不同，不得小於左表所列；不在表列之樓地版用途或使用情形與表列不同，應按實計 算，並須詳列於結構計算書中。」，亦即，第十七條規定樓板在不同用途之下所對應的單 位面積最低活載重，如下表。 49
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新版鋼結構設計技術規範中 因應我國載重與工程特性之相關參數研究 表 3-14 建築技術規則樓板活載重規定值 樓 地 版 用 途 類 別 載重 （公斤／平方公尺） 一、住宅、旅館客房、病房。 二○○ 二、教室。 二五○ 三、辦公室、商店、餐廳、圖書閱覽室、醫院手術室及 三○○ 固定座位之集會堂、電影院、戲院、歌廳與演藝場等。 四、博物館、健身房、保齡球館、太平間、市場及無固 四○○ 定座位之集會堂、電影院、戲院歌廳與演藝場等。 五、百貨商場、拍賣商場、舞廳、夜總會、運動場及看 臺、操練場、工作場、車庫、臨街看臺、太平樓梯與公 五○○ 共走廊。 六、倉庫、書庫 六○○ 七、走廊、樓梯之活載重應與室載重相同，但供公眾使用人數眾多者如教 室、集會堂等之公共走廊、樓梯每平方公尺不得少於四○○公斤。 八、屋頂露臺之活載重得較室載重每平方公尺減少五○公斤，但供公眾使用 人數眾多者，每平方公尺不得少於三○○公斤。 以發生延時來區分，活載重可將其區分為持續活載重(sustained live load; arbitrary point-in-time live load)與偶發活載重(extraordinary live load)，總活 載重為上述兩類活載重之組合。建築技術規則已多年未重新修訂相關活載重數值。 葉祥海與陳瑞華[9]，曾於 2003 年提出「建築物設計載重規範」，整理出國內外活載重相 關應用之數值，並調查國內佈分活載重實際分布情形，提出相關建議。其蒐集之相關載 重規定，涵蓋 ASCE 7-02，IBC 2002、加拿大 NBCC、澳洲規範等活載重規定。 活載重除上述第十六條及第十七條之規定外，另有「車輛載重」、「集中載重」、「活 隔間載重」、「欄杆橫力」、「架空吊車所受橫力」、「不作用途之屋頂活載重」及「吊車載 重」等活載重形式須加以考量。另外，對於建築物構造承受活載重並有衝擊作用時，除 另行實際測定者，按實計計算外，應依規定加算活載重。其中，有關車輛載重，第十九 條規定：作業場、停車場如須通行車輛，其樓地版之活載重應按車輛後輪載重設計之。 然實際運用於停車場、車庫等建築物設計時，車輛載重之設定仍莫衷一是，本研究蒐集 國內常用之車輛載重採用數值，約以 500 kgf/m2 之均佈載重為最常見。但以 ASCE 7- 02[5]之內容，停車場車輛考量之活載重標準值已從 50 psf(約 244 kgf/m2)，改為 40 psf(約 50
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第三章 研究內容 195 kgf/m2)，但仍規定集中載重 10,000 lbf，所造成之活載重效應，進行設計。相關規 定之改變是由於 Prof. Wen[8] 等，於 2000 年進行現地調查與機率統計分析所得，若與 國內普遍運用之車輛均佈載重比較，反而國內常見採用之均佈車輛活載重 500 kgf/m2 相 對較大。而對於建築技術規則中應考慮之車輛後輪載重，國內一般設計者皆未真實考量。 參考日本建築學會出版之「建築物荷重設計指針•同解說」之規定，其積載荷重(即 活載重)，考慮自動車車庫及自動車通路，基本積載重量為 2,200 N/m2，再加上等分佈換 算係數，樓板構件設計之車輛均佈載重約為 4,000 N/m2，梁柱構件設計之車輛均佈載重 約為 2,640 N/m2。其設定之統計背景為 12kN 之小型自動車，而集中載重則考慮 15kN 自動車於 2600mm×1400mm 作用面積之活載重效應。 對於國內停車場之車輛活載重，因集中載重作用力大小未規定於建築技術規則，僅 以均佈載重考量，對於小跨徑(<6M)之樓板或梁構件，恐有低估車輛載重之虞。主要原 因在於國內現針對小貨車之總重規格，於道路交通管理條例由 3.5 噸放寬至 5.0 噸，國 內常見之停車場建築結構，大多考慮以供小型車使用為主，小型車包含小客車與小貨車， 因此先對國內小型貨車使用集中活載重加以規範，將有相當大之助益，本研究建議可採 AASHTO[10]中定義之 H20-44 貨車載重軸重分配模式，將停車場建築車輛載重，以總重 5.0 噸小貨車設計活載重集中後輪軸重應至少考慮 4.0 噸，對應之輪重則取其之半 2.0 噸，如圖 3-17 所示。 圖 3-17 總重 5 噸之小貨車建議之軸重分配與集中載重 51
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新版鋼結構設計技術規範中 因應我國載重與工程特性之相關參數研究 3.2 研究成果 本計畫經由相關研究資料之蒐集、整理與透過例行委員會議研討，徵詢相關意見後， 將本次研究報告主要內容，聚焦於國內鋼結構設計技術規範的修訂進行探討與研擬，以 納入先進的鋼結構設計技術，提昇國內鋼結構建築之技術發展，並與國際進行接軌。透 過本計畫的推動與執行，新版鋼結構設計技術規範(草案)已初步編撰完成，可歸納出下 述的具體成果： 1. 審視目前國內的鋼結構規範內文，建議可搭配更多的細節圖說，以讓讀者研讀鋼 結構設計技術規範時，更清楚明瞭條文的真正含意。 2. 台灣地區活載重大小對「容許應力設計法 ASD」與「極限強度設計法 LRFD」架 構之影響，因應新版規範 ASD 與 LRFD 兩設計法合併使用之差異探討，LRFD 法 為主之架構下，ASD 設計法可取更加經濟之參數。 3. 新版規範之風力大小與載重組合之影響，應配合現行耐風設計規範，調整 AISC 是採使用階段(service level)的風力，探討力量大小影響載重組合的設定。我國耐 風設計規範則是以強風階段(ultimate level)的風力，風力載重的使用情形與新版規 範之載重規定，國內風力統計特性與使用載重組合，配置正確之載重係數。 4. 對於鋼板之材料規定，我國(CNS)大都參照日本規範，雖然目前新版鋼結構設計 規範草案有參考兩者的差別，並依我國情況做調整，但針對較特殊的耐震結構物 與特殊之施工方式，本草案在統整國內鋼板取得與檢試驗的實務考量，對部分鋼 材種類之規定允以調整。 5. 國內應及早推動「既有鋼構造建築物之耐震評估與補強規範」的制訂工作，提供 現階段以及未來工程實務上使用，不僅讓工程師或從業技師有一致的耐震評估方 法與技術，同時也應逐步帶動國內鋼結構建築耐震補強的新科技與新思維，為整 體鋼結構建築環境達成全面整備 6. 國內現針對小貨車之總重規格，於道路交通管理條例由 3.5 噸放寬至 5.0 噸，國 內常見之停車場建築結構，大多考慮以供小型車使用為主，對國內小型貨車使用 52
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第三章 研究內容 集中活載重加以規範，將有相當大之助益，本研究建議將停車場建築車輛載重， 以總重 5.0 噸小貨車設計活載重集中後輪軸重應至少考慮 4.0 噸，對應之輪重則 取其之半 2.0 噸。 附錄三為本計畫精進鋼結構設計規範編修的內容，附錄三僅呈現草案之部分內容， 後續將會透過例行會議的研討及舉辦座談會逐步更新修訂內容。附錄四為 AISC 342- 22(draft)之摘要原始文件，以供後續耐震評估與補強技術文件之參考使用。 本研究研擬新版鋼結構設計規範(草案)中對應本土化之參數研究，所帶來的成果與 效益說明如下： (1) 對建築發展短中長期方面之貢獻 國內既有鋼構造建築物鋼結構設計技術規範因已有近 14 年未更新，配合目前之鋼 結構技術、材料標準與工程需要，且亦與國際同步，本案之執行就建築中長期的發展而 言，將直接提升鋼結構設計水準與鋼構廠製造技術，並增進我國鋼結構建築之品質，尤 其更可強化高層建築之耐震能力與安全性，亦能逐步驅使鋼結構施工作業更臻完善。 (2) 對於經濟建設與社會發展方面之效益 本案研擬「鋼結構設計規範」(草案)甚具應用價值，於辦理期間將邀集學者、專家 舉行座談會，並將舉辦工程技術研討會，除經座談會研商所得之共識，可提供主管建築 機關進行我國鋼結構規範修正時之參考，亦可藉技術研討會，增進我國鋼結構技術之進 步與強化高層建築之能力，藉此鞏固國家建設標準與提升社會大眾之居住安全，進而促 進國內鋼結構建築物與世界各先進國家標準一致，有效提升人民生活水準。 (3) 推廣應用計畫 本案預定舉辦一場工程研討會或說明會，宣導鋼結構工程之技術與發展。預計將可 藉由本計畫所舉辦之研討會或說明會，讓國內土木、結構與建築工程人員深入了解鋼結 構技術規範之沿革，及相關規範之最新規定和演變，以凝聚對鋼結構技術與標準之共識 和提升我國鋼結構設計及施工水準，以及強化鋼結構設計與研究人才之培養；並可藉由 規範對製作品質與組裝精度之要求，提高鋼構廠之技術與研發能力，以及增進與強化鋼 結構施工人才之能力與專業化。 53
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新版鋼結構設計技術規範中 因應我國載重與工程特性之相關參數研究 54
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