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研究報告第四章 結構系統補強：鋼構、BRB、消能及其他技術（2／5）；原PDF第85–93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。
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¶ 建研所RC耐震補強研究｜原檔第85頁
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第四章 結構系統補強
(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。
(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。
(2) 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
4-21¶ 建研所RC耐震補強研究｜原檔第86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
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
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。
(3) 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。
4-22¶ 建研所RC耐震補強研究｜原檔第87頁
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第四章 結構系統補強
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 依附錄B 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
【資料來源：本研究製作】
圖4.10 鋼造構材之載重-變形曲線示意圖
【資料來源：本研究製作】
四、施作方式與結構細節
(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
4-23¶ 建研所RC耐震補強研究｜原檔第88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
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。
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
4ΔY 6ΔY 0.4勁材)
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
4-24¶ 建研所RC耐震補強研究｜原檔第89頁
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第四章 結構系統補強
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。
【資料來源：本研究製作】
(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。
4-25¶ 建研所RC耐震補強研究｜原檔第90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
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。【資料來源：本研究製作】
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
t ≥ d s /4 e1 g 補強筋
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【資料來源：本研究製作】
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【資料來源：本研究製作】
4-26¶ 建研所RC耐震補強研究｜原檔第91頁
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第四章 結構系統補強
(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：
(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，
4-27¶ 建研所RC耐震補強研究｜原檔第92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
則有以下限制：
L = λ n + λ s − h′ , L ≥ max( λ n 2, λ s 2)
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′一般採用n
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
【資料來源：本研究製作】
(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 所示)
As ρs = (4.10)
h ′d s
4-28¶ 建研所RC耐震補強研究｜原檔第93頁
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第四章 結構系統補強
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
五、施工步驟說明與施工照片
施工步驟
1. 遷移相關管線及附掛物。
2. 與鋼框架交界之梁及柱面粉刷層打除，並保有6 mm 以上粗糙度。
3. 以鋼筋探測器避開鋼筋位置鑽孔。
4. 梁、柱鑽孔內以鋼刷刷淨，並以高壓空氣吹淨。
5. 灌注植筋劑，再植入全牙錨栓。
6. 鋼框架斜撐外周植銲剪力釘。
7. 組立鋼框架斜撐。
8. 組立鋼框架四周螺箍筋，並灌注無收縮水泥砂漿。
注意事項
1. 增設之斜撐系統建議自增設之樓層起，連續向下設置，以確保剪力能夠順利傳
遞至基礎。
2. 斜撐勁度較大，會導致應力集中於此處，因此與斜撐相連接之梁，必須檢核軸
力、彎矩及剪力。另外，亦必須檢核斜撐構架產生之上舉力及下壓力對基礎之影
響。
3. 配置鋼框架斜撐系統，宜符合對稱均佈原則，且上下連貫。
4. 增設鋼框架斜撐後，集力構材與鄰接樓版間剪力傳遞能力檢核。
5. 施工過程須避免損害梁、柱構件內部既有鋼筋及管線。
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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。