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- 文件性質:本件是內政部建築研究所民國98年12月協同研究成果及設計施工指針草案,不是法規命令、部頒設計規範、施工綱要規範或核定審查要點。
- 版本時點:CNS、JIS、GRMC、耐震設計、建築法制及日本認定制度均是民國98年研究背景;現行案件須另查今日有效版本及主管機關程序。
- 與後續研究區分:本件是98年設計施工指針草案研究;民國102年《超高強度鋼筋混凝土建築結構設計施工審核要項之研擬》是另一份報告,不可混為同一版本。
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超高強度鋼筋混凝土建築設計超高強度鋼筋混凝土建築設計超高強度鋼筋混凝土建築設計超高強度鋼筋混凝土建築設計
施工指針之研擬施工指針之研擬施工指針之研擬施工指針之研擬
內政部建築研究所協同研究報告內政部建築研究所協同研究報告內政部建築研究所協同研究報告內政部建築研究所協同研究報告
中華民國98中華民國中華民國中華民國 989898 年12 月¶ 建研所New RC指針草案研究|原檔第2頁
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超高強度鋼筋混凝土建築設計超高強度鋼筋混凝土建築設計超高強度鋼筋混凝土建築設計超高強度鋼筋混凝土建築設計
施工指針之研擬施工指針之研擬施工指針之研擬施工指針之研擬
研究主持人:林建宏
協同主持人:廖慧明
研 究 員 :邱昌平、蔡江洋、鄒本駒
內政部建築研究所協同研究報告內政部建築研究所協同研究報告內政部建築研究所協同研究報告內政部建築研究所協同研究報告
中華民國98中華民國中華民國中華民國 989898 年12 月¶ 建研所New RC指針草案研究|原檔第3頁
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目 次
圖次 Ⅱ
摘要 Ⅲ
第一章 緒論 目次
第一節 研究緣起與背景 1-1
第二節 研究範圍及方法 1-6
第三節 預期目標 1-8
第二章 超高強度鋼筋混凝土建築之特殊性
第一節 使用高強度材料之注意點 2-1
第二節 使用高強度鋼筋混凝土建築的基本條件 2-8
第三節 高強度鋼筋混凝土構材之特性 2-9
第四節 預鑄混凝土構材之結構性能要求與施工
要點 2-14
第五節 超高層鋼筋混凝土建築之耐震設計 2-15
第六節 製造與施工管理 2-17
第三章 結論與建議 3-1
第一節 結論 3-1
第二節 主要建議事項 3-3
附件一 新世代超高強度鋼筋混凝土造建築技術研討會
座談會內容紀錄
附件二 工作會議紀錄
附件三 98 年度建築產業技術發展計畫協同研究計畫甄
選會議記錄
附件四 期中審查會議紀錄
附件五 期末審查會議紀錄
參考書目
附錄附錄附錄附錄 超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針(草案超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針 草案)草案草案
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圖次 圖1.1.1 日本建築中心(BCJ)之性能評估流程圖 1-5圖次 圖1.2.1 研究流程圖 1-7 圖2.1.1 各種鋼材之應力-應變關係 2-5 圖2.1.2 高強度鋼筋之要求性能 2-5 II
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摘 要
關鍵字:超高強度鋼筋混凝土、預鑄混凝土構材、塑鉸、降伏機構關鍵字關鍵字關鍵字 摘要
高強度鋼筋混凝土構造之建築,可節約構材材料,增加室內可利用空間,有利
於四、五十層以上的高層建築發展,於日本已為普遍應用的技術,但在國內尚乏實
際案例,如予引進,必須有審慎的對策,初期宜視為新技術新工法來處理,故本研
究案所列條文及解說,係以指針(Guideline)亦即準則的模式呈現。特別是施工者與
設計者之間對於引用本指針,應有全盤的瞭解,並有共同的認知之智能與技術,不
得斷章取義,未能引用之部分,須有具體的資料或實驗,證明其另行採用的技術為
安全無虞。
一、緣起緣起緣起緣起
鋼筋混凝土(RC)結構勁度較大,高樓居住品質之服務性相對較佳,且材料便
給,成為建築投資者、住戶所青睞。是以,國內建築以RC 結構為主要建材,佔建築
總量之85%以上。工程技術上,因為一直援用美國ACI 設計施工規範,三十幾層之
高層建築已為極限,且大量的耗用砂石、水泥,對自然環境影響頗大,故常被誤認
為不夠環保建材。鄰國-日本,自1988 年度開始積極推動高強度鋼筋混凝土研究發
展計畫,為五年期的國家型研究計畫,簡稱New RC 研究計畫,其主要成果有高強度
鋼筋混凝土用材料之開發、施工基準之開發、結構性能評估方法之開發、設計方法
之開發等。將重點置於地震時之動態行為的設計體系,要求安全率的明確化。國內
高強度混凝土及鋼筋材料產製技術也漸成熟,無須太多重複的研究下,除可參考日
本研究應用的成果,援引有關設計施工經驗,應可儘速導入超高強度鋼筋混凝土建
築技術,促進國內New RC 建築之應用發展。
二、研究方法說明研究方法說明研究方法說明研究方法說明
超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬,可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。有助於國內使用超高強度鋼筋混
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凝土的發展及確保鋼筋混凝土建築施工品質之提升。研究之具體做法為彙整國內相 關之研究成果,並參考日本建築研究所之New RC 計畫研究內容、日本建築學會出版 之各種相關指針及日本建築中心「高層RC 建築技術審查會」之審查內容及機制,擬定國內適用的設計及施工指針。同時建議國內須進行的研究項目,包括結構分析方超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬 法、構材性質實驗、高強度構材與構造之材料製作及施工技術等,商請學術單位及 相關業者參與實際之研究,研究過程中邀請專家學者以座談方式檢核指針之可行性。 三、初步研究成果摘述初步研究成果摘述初步研究成果摘述初步研究成果摘述 超高強度鋼筋混凝土建築使用高強度混凝土和高強度鋼筋,有效率的組成構 材,由於構材斷面的縮小或構材數之減少等,可合理的進行RC 造建築物的設計。但 是,高強度材料比起一般強度之材料有韌性降低的傾向等,因此處理上有很多必須 注意的地方。進行設計時必須首先充分理解材料的性能。此外,高強度材料從製造 到施工必須有充分的品質管理,所以也必須有對應的施工體制及品質管理體制。高 強度混凝土設計上的要求性能為,混凝土的抗壓強度及影響建築物勁度的彈性模數 等。其中,彈性模數隨著混凝土強度而變化,但根據使用骨材的種類也會不同必須 注意。其抗壓強度隨著水灰比的降低而提高,而併用矽灰等混合材,使用硬質骨材 時,即使相同水灰比也可得到更高的強度。此外,高強度混凝土的品質受到使用材 料品質變動的影響很大。特別是骨材表面水的安定化很重要。高強度鋼筋為,比普 通強度的鋼筋強度高、斷面縮小等可有效率的形成構材。另一方面,有伸長、彎曲 加工性能以及焊接性能降低的傾向。必須理解此特徵,合理的使用方法、適切的施 工及品質管理。一般鋼筋的續接有搭接續接、瓦斯壓接續接、焊接續接及機械式續 接等各種續接。而高強度鋼筋,根據成分調整和控制延壓及熱處理所製造,瓦斯壓 接及焊接續接等加熱類型的續接,其鋼筋母材的金屬組織將起變化,很難得到與母 材同等的強度,因此一般使用套管續接或注漿續接等機械式續接器。 建議之耐震設計法除確認對於中小度地震防止結構構材及非結構構材產生損 壞、對於設計地震防止結構體嚴重損壞、最大考量地震結構物不致崩塌外,同時採 用靜力彈塑性分析(Pushover)確認架構的降伏機構及樓層極限剪力強度。對於確認 高層結構物之安全性建議採用動力歷時分析。 關於結構物的動力歷時分析,當然以 IV
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構材模型最為精準和直接,但是卻須較長計算時間和龐大的記憶容量,因此實際上
經常採用,將整體建築物進行側推分析後,定出各樓層等值彎曲剪力型(質點系)之
恢復力特性,再針對輸入地震進行彈塑性分析。判斷建築物和地盤動力互制作用大時,也考慮其影響加入分析模型內。工程的管理重要的是施工中的過程(施工計畫、摘要
施工管理、安全對策、法令遵守等),因此詳細之施工計畫書的製作以及其後適宜的
修正相當重要的。施工計畫書之內容可包括①工程概要,②計畫工程表,③現場組
織表,④安全管理,⑤指定機械,⑥主要資材,⑦施工方法(含使用機械、臨時設備
計畫、工程用地等),⑧施工管理計畫,⑨階段確認、隨時檢查計畫,⑩緊急時之體
制及對應,⑪交通管理計畫,⑫環境對策,⑬現場作業環境之整備,⑭再生資源利
用之促進和建設副產物之適正處理方法,⑮其他。
四、初步研究結論初步研究結論初步研究結論初步研究結論
透過本研究得到下述之結論:
(1) 本研究研擬的超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針,可供業界推展超高強度
鋼筋混凝土建築構造的指引,依循其設計施工之要求與要點的指導,引進開發優
質的建築個案;個案之設計施工依工程目標與特色,仍有其發揮的空間,其中需
要的特別細部要求,宜另訂個案的規範,以為其執行的基本依據。
(2) 對於超高層建築,如擬設計的建築物形狀複雜,因載重、應力、變形不能明確
的計算,本指針中特別提示,應注意不要進行設計此類建築物,亦即不適用本指
針。
(3) 超高強度鋼筋混凝土構造,可以有效的縮小結構構材斷面尺寸,大幅減少混凝
土與鋼筋用量,合於國內推動節能減碳的政策目標,值得大力推動。惟其將常應
用於高層建築,在施工時絕大多數以預鑄或半預鑄工法來實現,在設計施工上對
於精確度必須更加嚴格的要求。
(4) 配合本案的研究,台灣混凝土學會在相關團體的支援下,對超高強度鋼筋及高
強度混凝土材料的開發應用上亦已進行有關研究探討,為使高強度鋼筋的生產本
土化,業界已研發並能夠產製高強度鋼筋。而在高抗壓強度混凝土方面,過去研
發成果已在國內應用多年,早有相當多的業績與成功範例。只要進一步結合產官
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學研之力道,加強專業督導培訓與品質管理,有計畫的推展,預期超高強度鋼筋 混凝土建築應得以在短中期期間於國內生根增長。 (5) 超高強度鋼筋混凝土建築於1988~1993 年間日本曾以專案計畫進行一系列的研超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬究發展;其後於實用階段,業界大型的建設公司亦有大量的開發研究個案,值得 借鏡。國內在推動超高強度鋼筋混凝土構造之際,可以蒐集參考其相關的成果, 不用實施太多的研發工作,但較屬於本土化,或國內創新的案例,或應用特別的 材料、工法部分,乃需要實驗予以檢驗測試、證明其適用性。 VI
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ABSTRACT
Keywords: super-high strength reinforced concrete, structural member
performance, precast concrete design, construction, yield mechanisms Highrise building with high-strength reinforced concrete construction (New 摘要RC)
has many advantages such as material saving of structural members, increase of
available interior spaces, feasibility of technique and cost-down of 50-story and
above for highrise buildings. Such construction has been prevailed in Japan for
more than 15 years, but there is still no any application in Taiwan. It shall be
considered as a new technique construction method as well as new materials and
shall be applied with precautions. All the sections and the related commentaries
presented herein are defined as “guidelines” instead of “building code”. These
guidelines shell be carefully followed by a jointly- correlated contractor and design
group with profound knowledge and careful skills. If any special design or
construction method may be new or may not be a well-developed one, then a
series of experimental proof-tests are required.
1. Development of “New RC” –its history background
Up to now, more than 85% of buildings in Taiwan are mainly reinforced
concrete construction. Its greater stiffness or its relative better serviceability as
well as its easy acquisition make it so popular among investors and
consumers. According to the local building code, comparative low strength of
RC structure is allowed to use which resulted in the building height to around
40 stories. Besides, common RC structure is also a non-Eco material because
it consumes tremendous amount of aggregates and cement and makes a
negative impact to the environments. The so-called “New RC” research project
in Japan, conducted in 1988~1993 and fully developed and applied in the
construction of super-high rise buildings afterwards, has been emphasized on
the manufacture of super-high strength concrete and reinforcing bars, the
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structural behaviors, the sophisticated analytical and design methods, to
ensure structural safety under seismic motions, and the right and effective
construction methods and managements, and so on.超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬The success of “New RC” technology in Japan can be transferred to
Taiwan with less effort at this right time.
2. Brief description and the output of research project
Outlines and major important features of “New RC” are introduced herein,
which are included as the compositions and physical properties of
high-strength concrete and bars, the proposed structural plan of a high-rise
building, basic structural member performances and their evaluations by tests,
the analytical and design methods required, precast members, special
manufacture or construction methods which are suitable and time-saving for
highrise. Japanese scholars and experts were invited to deliver from topics
related and conveyed their experiences in an arranged seminar that is aimed
at the promotion of “New RC” application in Taiwan.
3. The important features of the outlines
a. About high-strength concrete of 30~150 N/mm2
To increase the strength of binder and the use of selected aggregates
with high strength make it possible to obtain high-strength concrete, which
require also a series of tests and many propertied quite different from
ordinary concrete can also be found.
b. About high strength Re-bars
Proposed standards for high strength rebars similar to USD 685A, USD
685B, USD980 as axial reinforcement for beam and columns used in Japan
are introduced.
c. About New RC structural elements
The structural behaviors of beams and columns of a high-rise building
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should be well understood in order to execute a more accurate analytical
analysis of the whole structure under seismic motions specified. So the
development of evaluation methods or experimental works become necessary. 摘要
d. Special techniques of precast concrete manufacture and construction
methods as well as construction managements are also presented
Acknowledgement
Thank to the financial support from Building Research Institute and all the
help and opinions contributed to the completion of this project.
IX下一節:研究報告第一至第三章(1/3)
來源:內政部建築研究所《超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬》,民國98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。