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¶ 超高強度鋼筋混凝土建築結構設計施工審核要項之研擬｜原檔第1頁
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超 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 建 築 結 構 設 計 施 工 審 核 要 項 之 研 擬 內 政 部 建 築 研 究 所 協 同 研 究 報 告 中華民國 102 年 12 月 （本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）
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超 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 建 築 結 構 設 計 施 工 審 核 要 項 之 研 擬 研究主持人：陳 建 忠 協同主持人：廖 慧 明 研 究 員：林克強、蔡江洋、夏沛禹、鄒本駒 內 政 部 建 築 研 究 所 協 同 研 究 報 告 中華民國 102 年 12 月 （本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）
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超高強度鋼筋混凝土建築結構設計施工審核要項之研擬 目次 目次..............................................................I 表次..............................................................Ⅴ 圖次..............................................................Ⅶ 摘要..............................................................Ⅸ Abstract.........................................................ⅩⅢ 第一章 緒論 第一節 研究緣起與背景..........................................1 第二節 研究範圍及方法..........................................4 第三節 既有文獻之回顧..........................................7 一. 超高強度鋼筋混凝土建築之設計施工指針之研擬..............8 二. 高強度鋼筋混凝土應用在高層建築之耐震性能探討............12 第四節 預期目標................................................15 第二章 審查內容重點 第一節 日本 New RC 之發展經驗...................................17 第二節 審查加強之重點 .........................................22 一. 使用材料之性質..........................................22 二. 構材性質之預先驗證 .....................................34 三. 分析方法之要求..........................................36 四. 根據分析結果之斷面設計..................................37 五. 施工之可能性評估........................................38 第三章 審查作業流程 第一節 審查適用對象............................................41 第二節 預審之申請..............................................44 一. 提出申請時機............................................44 二. 提供預審資料............................................44 三. 確認是否進入詳細審查....................................45 第三節 詳細審查作業流程........................................46 一. 詳細審查................................................46 二. 審查結果判定............................................46 三. 審查報告書..............................................47 第四節 審查流程................................................48 I
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第四章 審查時提出之資料 第一節 預審時提出之資料........................................49 一. 建築設計概況...........................................49 二. 結構計畫概要...........................................50 三. 結構設計概要...........................................53 四. 結構圖.................................................55 五. 地質調查概要...........................................55 六. 使用材料、特殊工法或裝置...............................55 七. 特殊工法及預定之實驗...................................56 第二節 詳細審查時提出之資料....................................57 一. 使用材料之認證.........................................57 二. 構材性能調查或實驗結果.................................57 三. 特殊裝置之檢討.........................................58 四. 結構安全檢討...........................................58 五. 施工計畫...............................................59 六. 施工管理與查核.........................................61 第五章 耐震分析與性能評定 第一節 水平方向地震力之設定....................................67 一. 歷時反應分析之方針.....................................67 二. 採用之地震波...........................................68 第二節 動力分析所使用振動系模型的設定..........................69 一. 振動系模型的設定.......................................69 二. 鋼筋混凝土造構材之遲滯迴圈.............................71 第三節 歷時反應分析結果........................................76 第四節 耐震性能之評定標準......................................78 一. 中小度地震.............................................78 二. 設計地震...............................................78 三. 最大考量地震...........................................79 第五節 斷面設計之考量..........................................80 第六章 施工計畫、品質管理與品質確保之審核要項 第一節 施工計畫概要............................................83 一. 施工之基本方針.........................................83 二. 施工方法概要...........................................84 II
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三. 施工之管理計畫.........................................84 第二節 混凝土工程..............................................85 一. 混凝土種類及使用區分...................................85 二. 使用材料...............................................85 三. 配比計畫...............................................86 四. 產製與輸送.............................................88 五. 搬運、澆置與養護.......................................90 六. 品質管理...............................................94 第三節 鋼筋工程................................................96 一. 鋼筋種類及使用區分.....................................96 二. 加工及組立.............................................96 三. 續接器、錨定板.........................................97 四. 品質管理...............................................99 第四節 預鑄化工程.............................................100 一. 預鑄混凝土............................................100 二. 構材之預鑄化..........................................100 三. 循環工法..............................................102 第五節 施工品質之確保.........................................106 一. 施工廠商與監造廠商應提報之計劃........................106 二. 混凝土工程之品質確保..................................107 三. 鋼筋工程之品質確保....................................108 四. 預鑄化工程之品質確保.......................................108 第七章 結論與建議 第一節 結論...................................................109 第二節 建議...................................................111 附錄一、評選委員發言單與廠商回應一覽表 ...........................113 附錄二、期中簡報紀錄與回應........................................115 附錄三、座談會紀錄與回應..........................................123 附錄四、期末簡報紀錄與回應............................ ...........125 附錄五、參考資料 參考資料一 日本超高層建築物等之認定機關........................131 參考資料二 日本高層建築性能評價表案例..........................133 參考資料三 高強度混凝土之彈性係數對地震反應之影響..............137 參考資料四 日本和台灣之超高層鋼筋混凝土造建築物的耐震設計......151 參考資料五 高強度混凝土之耐火性................................159 參考書目........................................................163 III
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IV
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表次 表 2.2.1 SD685/SD785 鋼筋之力學性質表...............................24 表 2.2.2 斷面設計原則...............................................38 表 3.4.1 審查之流程.................................................48 表 4.1.1 建築物概要表...............................................51 表 4.1.2 結構概要表.................................................52 表 4.1.3 結構設計概要表.............................................54 表 5.3.1 歷時分析反應結果例.........................................77 表 6.2.1 使用高性能 AE 減水劑之高強度混凝土期單位粗骨材之標準值範圍..88 表 6.3.1 鋼筋之品質管理、檢查方法例.................................99 V
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VI
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圖次 圖 1.3.1 標準層平面及構架立面例......................................8 圖 1.3.2 典型柱、梁斷面..............................................9 圖 1.3.3 骨材之種類和抗壓強度的關係..................................9 圖 1.3.4 SD590/685 鋼筋力學性質示意圖................................10 圖 1.3.5 立體架構模型................................................10 圖 1.3.6 日本 New RC 高層建築結構設計流程.............................11 圖 1.3.7 預鑄混凝土接合部的概念......................................12 圖 1.3.8 預鑄構件之組立工程例........................................12 圖 1.3.9 高強度混凝土組成律..........................................13 圖 1.3.10 軸力-彎矩交互影響圖與彎矩-曲率示意圖.......................13 圖 1.3.11 性能點.....................................................14 圖 1.3.12 各階段樓層力、層間位移及層間勁度...........................14 圖 2.2.1 SD685 鋼筋應力應變示意圖.....................................25 圖 2.2.2 日本續接器評定書之例........................................26 圖 2.2.3 日本續接器設計指針之目次例..................................32 圖 2.2.4 日本續接器標準施工說明書之日次例............................33 圖 2.2.5 RC 架構之載重-變形關係例....................................35 圖 3.1.1 螺紋節鋼筋..................................................43 圖 3.1.2 填充式螺紋續接器............................................43 圖 3.1.3 預鑄用套管續接器............................................43 圖 3.1.4 螺帽型錨定器................................................43 圖 5.2.1 多質點振動系模型例..........................................70 圖 5.2.2 勁度折減 Tri-Linear 模型.....................................72 圖 5.2.3 Clough Model................................................73 圖 5.2.4 Takeda 模型..................................................74 圖 5.2.5 Pivot 模型之象限.............................................75 圖 5.3.1 以圖形顯出分析反應值........................................76 圖 6.2.1 材料強度使用分區圖..........................................85 圖 6.2.2 以吊桶澆置柱構材............................................91 圖 6.2.3 混凝土澆置中止處理例........................................91 圖 6.2.4 柱及樓板的養護例............................................93 圖 6.3.1 檢討配筋之可能性............................................96 圖 6.3.2 機械式續接器................................................98 圖 6.3.3 錨定板......................................................99 圖 6.4.1 外殼半預鑄柱安裝狀況.......................................101 圖 6.4.2 半預鑄梁狀設狀況...........................................102 圖 6.4.3 全預鑄工法的標準循環工程...................................104 VII
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圖 6.4.4 現場預鑄橢圓形外圍梁.......................................105 圖 6.4.5 預鑄構材現場製作現場.......................................105 VIII
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摘要 關鍵詞：超高強度鋼筋混凝土、施工計劃書、歷時反應分析、預鑄混凝土構材 一、研究緣起 近年來有關超高強度鋼筋混凝土(New RC)於超高層建築工程之應 用，各界感受到有迫切的需求也投入相當的心力。相關研究報告有「超 高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針的研擬」、「高強度鋼筋混凝土應 用在超高樓層建築物之耐震性能探討」、「高強度鋼筋混凝土建築審核 認可機制之探討」等，材料方面，國內高強度鋼筋、續接器及高強度 混凝土的研究頗有成果，而國外相關廠商對於高強度鋼筋、續接器等 也希望提供其產品及技術，進一步更計畫進行有關高強度鋼筋混凝土 構件之本土化實驗研究。此外為了確保品質、施工合理化、生產性、 工期縮短，超高層 RC 建築採用預鑄化也是必然的發展。如此等 New RC 建築之建造因材料強度及施工方式，可能或必須超過目前建築技術規 則與結構混凝土設計規範的一般規定，如何確保設計的安全性及施工 的可靠性成為此等建築物發展上的課題。然而作為結構材料性能優越 的超高強度鋼筋混凝土，從某種角度看來可說是與現行傳統的鋼筋混 凝土屬於不同的材料，為了其發展及普及此結構系統之應用非精確掌 握其結構構材特性不可，目前，於日本使用超高強度鋼筋混凝土之超 高層建築物，都必須進行基於構材彈塑性特性之結構分析、非線性動 力地震歷時反應分析等。國內現行制度對於高度超過 50 公尺或特殊結 構等，需進行主管機關委託審查機構的結構審查，另有使用超出技術 規則之材料或施工方法則又將適用於「建築新技術新工法新設備及新 材料認可申請」，惟此認可辦法適用於使用超高強度 RC 之超高層建築 似乎有所不足，如上述 New RC 建築並非僅需高強度材料及施工方法的 認定，整體結構分析設計方法的考量也極為重要。因此參考日本 New RC 高強度材料認定‧認可辦法、設計施工審核制度以及內容的演變並兼 顧國內法令制度與工程實務等實情，研擬適合於國內 New RC 建築之設 計施工審核要項，以利 New RC 建築實際應用與發展。 IX
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二、研究方法及過程 1. 蒐集日本 New RC 發展過程及審查內容的演變，考量國內實情， 期待能研擬出適用於國內之超高強度鋼筋混凝土設計施工的 審核機制超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬。 2. 整合國內外之相關研究，建議出合乎國內需求之設計施工指 針，將超高強度鋼筋混凝土的品質管理、施工計畫等具體化， 混凝土建築之非線性構架分析明確化。 3. 彙整國內相關之審查機制，並參考日本建築學會出版之各種相 關資料、日本建築中心「高層 RC 建築技術審查會」之審查內 容及機制、及「混凝土構造評定委員會」之鋼筋及續接器等評 定報告書等，擬定國內適用之設計施工審查要項內容。 4. 本研究的範圍將針對超高強度混凝土、鋼筋所衍生之材料特 性、設計分析方法及施工技術等提供進一步的審查項目。並檢 視國內尚須進行的研究項目，包括結構非線性分析方法的開 發、構材性能實驗、高強度材料製作及施工技術、預鑄工法的 推廣等。 三、重要發現 審視國內有關鋼筋混凝土高層樓之審查內容，適用於超高強度鋼 筋混凝土造高層建築時尚有不足之處，因此建議增加之審查項目為 (1)耐震設計方法，將要求考慮構材彈塑性行為之非線性歷時分 析。(2)使用之高強度混凝土、高強度鋼筋、續接器、錨定鐵件等 材料時，需經過主管機關之新材料認可。(3)採用預鑄積層工法時， 應提出施工計畫，預鑄構材之接續方法或位置超出規範要求時，應 以構材實驗方式證明其可行性。 適 用 對 象 為 ： (1) 主 要 結 構 構 材 使 用 混 凝 土 設 計 強 度 高 於 2 560kgf/cm 以及主筋採用 SD550、SD685 等級以上鋼筋的鋼筋混凝 X
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土結構。(2) 鋼筋混凝土造建築之結構施工方式採用預鑄工法者。 審查之流程將包括預審及詳細審查兩階段，提出結構預審的時機 為，於建築規劃中同時進行，確定結構計畫之概要、使用材料之強 度、施工方法、特殊裝置之使用等。初審時審查委員會根據所提供 圖說及當場詢問，確認是否進行詳細審查。 四、主要建議事項 建議一 舉辦研討會加強超高強度鋼筋混凝土審查要項及需求內容等的推廣： 立即可行建議 主辦機關：財團法人台灣建築中心 協辦機關：內政部建築研究所 超高強度鋼筋混凝土與現行傳統的鋼筋混凝土屬於不同的材料， 須精確掌握其結構構材特性，目前於日本使用超高強度鋼筋混凝土之 超高層建築物，都必須進行基於構材彈塑性特性之結構分析、非線性 動力地震歷時反應分析等。當前國內對於高度超過50公尺或特殊結構 等，需進行主管機關委託審查機構的結構審查，另如超高強度鋼筋混 凝土有使用超出技術規則之材料或施工方法則又須適用於「建築新技 術新工法新設備及新材料認可申請」。本研究所整理之審查要項及需 求內容有必要先推廣給業界及審查單位瞭解，以利發展及普及此種結 構系統之應用。 建議二 研擬超高強度鋼筋混凝土造高層建築結構設計施工審查之申請資料案 例，提供申請者參考： 中長期建議 主辦機關：內政部建築研究所 XI
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協辦機關：財團法人台灣建築中心、中華民國結構工程技師公會全國 聯合會 本研究主要針對高強度鋼筋混凝土造高層建築，研擬設計施工審 查項目，針對高強度材料所導致之特殊性，提供加強審查的要項。其 內容包括高強度材料之特性、高強度鋼筋混凝土構材之特性、結構分 析方法、構材之斷面設計、施工可行性評估等項目。其審查內容及流 程等不同於以往，並含預審須提出之資料，雖與目前各主管建築機關 委託結構審查之初步內容大致相同，但是高強度鋼筋混凝土建築，對 於使用之高強度鋼筋及混凝土的結構性能，有超出目前規則或規範所 記載者，以及施工方法為顧及品質管理及縮短施工期間，經常採用積 層預鑄工法等不同工法，因此有必要研擬超高強度鋼筋混凝土造高層 建築之申請資料案例提供申請者參考。 建議三 研訂預鑄構材之設計施工指針及材料製品規範等，推動預鑄建築發展： 中長期建議 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關：社團法人臺灣混凝土學會 超高強度鋼筋混凝土在日本發展多年，高層建築已普遍使用，而 其工法中，預鑄及半預鑄工法為關鍵技術。預鑄可大量減少現場施工 工種與勞工數量，縮短工期，並有效提升結構構件施工品質，因此國 內有必要研擬預鑄構材之設計施工指針，並透過更多有關高強度鋼筋 混凝土的相關實驗與研究，制定出高強度材料、製品之規範，作為產 業界進一步研發之依據。並推動中低層建築使用預鑄工法，同時也有 助於超高強度鋼筋混凝土建築的發展。 XII
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Review Items on Structural Design and Construction for Buildings using Ultra High-Strength Reinforced-Concrete Keywords, ultra high-strength reinforced-concrete, construction plan, time history response analysis, precast reinforced-concrete members Abstract In Recent years, for an application of ultra high-strength reinforced-concrete (New RC) on super high-rise buildings, the public, including researchers, building developer, building designer etc, not only have a strong interest but also have paid many efforts on it. The strengths of the New RC materials exceed range specified in the existing RC code in Taiwan. Basically, the characteristics of structure made by the New RC materials are different from that made by traditional RC material in many aspects, especially on a concept of application. Therefore, for development and wide application of this type structural system, its structural characteristics shall be clear understood. So far, use of the New RC materials on super high-rise seismic buildings in Japan has been very mature. In Japan, the design of buildings using the New RC materials shall be based on analysis considering elastic-plastic behavior of its members and containing inelastic dynamic time history responses of the whole structure. According to Taiwan’s official review system of building structure, a procedure of peer review for a building structure should be lunched as the height of building exceeds 50 meters. In addition, if a building structure adopts some materials that exceeded limitations of the related latest codes, a recognized application for new material and new construction methodology should be approved by an authorized building administration. For an initiation of developing New RC buildings in Taiwan, the recognized application gives a basic and necessary qualification for constructing New RC buildings but it is less help to positively develop the New RC industry. In fact, it needs more practical experience accumulations efficiently including material certification, analysis and design methods of individual members and whole structure, and details and arrangement of construction than just a recognized application of the new methodology. For helpful developments of Taiwan’s New RC technologies on buildings, the aim of this report is to establish the review items that consider Japan’s experiences and Taiwan’s engineering practices. This establishment of the review items is focused on special parts on analysis, design and construction of New RC building exception Taiwan’s existing “Commissioned Review XIII
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Principles of Special Structure”. The key points of the review items include (1) mechanical properties of the special materials used, (2) behaviors of structural members made by the materials, if needed, prequalified experiments may be conducted, (3) proposing inelastic time-history analysis method in this report to understand the overall ultimate behavior of a structure, (4) design and analysis of structural members considering a stress state under the structure reaching a maximum deformation condition, (5) feasibility estimation of construction. To rapidly and effectively accumulate engineering experiences on the New RC buildings, single review unit is recommended in this report at beginning development stage of the New RC building. XIV
下一節：第一章 緒論
來源：內政部建築研究所《超高強度鋼筋混凝土建築結構設計施工審核要項之研擬》，102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。