使用前先看:本頁保留105年研究與附錄E手冊稿原文;公式、材料數值、CNS/ACI/FEMA、分析方法與審查程序均須另查今日有效版本。
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研究報告第六章 醫院結構補強設計示範例(1/7);原PDF第117–121頁。
本節閱讀與適用提醒
- 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。
- 示範例性質:醫院及住商混合大樓之模型、補強方案、分析結果與圖說是研究示範例,不是可直接套用至其他建築的標準圖或核定設計。
- 附錄圖說:附錄C、D是個案示範圖說,含特定建築配置、構件、錨定與基礎細節;實案仍須由專業技師依現況調查、評估、契約與審查程序設計。
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¶ 建研所RC耐震補強研究|原檔第117頁
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第六章 補強設計例:醫院結構
第六章 補強設計例:醫院結構
第一節 建築物基本資料與結構現況
一、結構現況及用途
本補強設計例為中部某醫院(於本報告中取名為肅朱醫院)之病房大樓,病房大
樓為地上四層、無地下室之鋼筋混凝土梁柱構架系統。本建築物最早於民國81 年
興建1F~3F 之建築物,續於民國83 年左右增建4F,而成現今外觀,為一RC 構架
系統。依原結構設計圖說標示,基礎型式主要為連續基腳與獨立基腳。建築物平面
上約呈H 形;建築物平面尺寸之長度約61.08 m,縱深長度約41.08 m;1F、2F 樓
層高均為4.0 m,3F、4F 樓層高均為3.8m,建築物地面以上總高度為20.95 m(含屋
突、水箱高)。建築物使用現況(含加蓋、違建、夾層、提高使用載重或更改結構主
構件等)如表6.1 所述,現況平立面圖如圖6.1 中所示:
表6.1: 建築物現況調查結果彙整表
建築物名稱 病房大樓
構 造 鋼筋混凝土造
屋 齡 21 年
樓層數 地上四層,無地下室
總樓地板面積 約11032.6 m2
建築物地上高度 20.95 m(含屋突、水箱高)
各樓層 1F 2F 3F 4F
樓地板面積 2758.15 m2 2758.15 m2 2758.15m2 2758.15 m2
樓層高 400 cm 400 cm 380 cm 380 cm
設計用途 辦公室、病房 病房 病房 病房
使用現況 復健室、病房 病房 病房 病房
經現場勘查丈量,本建築物結構斷面尺寸(扣除粉刷層)說明如下:
1.主要柱尺寸:50x50cm、60x60cm、100x40cm;
2.主要梁尺寸:40x60cm、35x60cm、30x60cm、25x50cm;
6-1¶ 建研所RC耐震補強研究|原檔第118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
3.樓版尺寸:版厚12cm、15cm;
4.外牆為12cm RC牆、梯間為15cm RC牆、內隔間牆為1/2B磚牆及輕隔間牆。
下
上
上
上
下
現況壹層建築平面圖
(一樓建築平面)
(東北向立面圖)
40
40 30 40
(西北向立面圖)
圖6.1 現況平立面圖
【資料來源:本研究製作】
6-2¶ 建研所RC耐震補強研究|原檔第119頁
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第六章 補強設計例:醫院結構
二、分析採用材料強度
混凝土強度
本建築物現況耐震能力評估採用之各樓層混凝土抗壓強度如下:
1F(含2F 梁) f’c= 210 kgf/cm2;
2F(含3F 梁) f’c= 173 kgf/cm2;
3F(含4F 梁) f’c= 210 kgf/cm2;
4F(含RF 梁) f’c= 176 kgf/cm2;
鋼筋強度
鋼筋降伏強度依據設計圖說標示:
梁配筋:fy = 4200 kgf/cm²(#6~#10 鋼筋),
fy = 2800 kgf/cm²(#3~#5 鋼筋);
柱、版、牆配筋:fy = 2800 kgf/cm²(#3~#10 鋼筋);
磚塊強度
耐震能力評估分析時,磚牆之強度將納入考慮,磚塊強度將依內政部民國96
年12 月27 日台內營字第0960807106 號令頒訂之「建築物磚構造設計及施工規範」
附錄A 『紅磚牆之抗剪能力計算法』第7 頁所使用之結構材料強度為依據,如下
說明:
紅磚長期抗壓強度 fbc=150 kgf/cm²;
砂漿長期抗壓強度 fmc=150 kgf/cm²。
基地地盤分類
根據附件四之附近地區地質鑽探資料,依「建築物耐震設計規範及解說」第2.4
節,計算得工址地表面下30.0 公尺內土層之平均剪力波速值為206.23 m/sec,故
依地盤分類表,本工址可歸類為第二類地盤,故分析時將以第二類地盤(普通地盤)
進行分析。
第二節 耐震能力詳細評估分析
本評估之耐震能力分析理論,採用以非線性側推分析為基礎之方法,依據國家
地震工程研究中心「校舍結構耐震評估與補強技術手冊(NCREE-09-023)」及相關
修訂文件,以進行相關之評估分析,其依據之參考文獻如下:
(1)內政部頒布之「建築技術規則建築構造篇」。
6-3¶ 建研所RC耐震補強研究|原檔第120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
(2)內政部頒布之「建築物耐震設計規範及解說」(民國100 年7 月1 日修正版)。
(3)國家地震工程研究中心研發之「校舍結構耐震評估與補強技術手冊
(NCREE-09-023)」及相關修訂文件。
結構分析之模型圖如圖6.2 所示。
圖6.2: 結構分析模型圖
【資料來源:本研究製作】
一、耐震能力標準
本棟建築物為第一類建築物,故採I=1.5 之性能目標標準。參考國家地震工程
研究中心-校舍結構耐震評估與補強技術手冊之所定義之補強性能目標標準,將補強
性能目標標準定義如表6.2:
表6.2 耐震性能目標
用途分組 AP AT
第一類建築物 垂直承載構件發生
Vmax DrT=1.0% 0.4SDS
(I=1.5) 軸向破壞
依據最新建築物耐震設計規範,新建建築物是採用回歸期475 年(50 年超越機
率為10%)的地震做為設計標準:建築物其耐震能力AT 需達到該震區水平加速度係
數0.4×SDS。故其耐震能力標準(即前述性能目標地表加速度)應達AT = 0.4SDS。
本案標的物依據耐震設計規範說明,並經查詢”國立中央大學應用地質研究所工
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第六章 補強設計例:醫院結構
程地質與防災科技研究室之數值化GIS 之圖層套疊資料”,工址沒有須考量之斷層,
經計算後,其計算式如下:
SS D = 0.80 Na = 1.00 Fa = 1.00
S1 D = 0.40 Nv = 1.00 Fv = 1.30
SDS = Fa × (Na × SS D )= 0.80
SD1 = Fv × (Nv × S1 D )= 0.585
D SD1 0.585
T0 = = = 0.731
SDS 0.8
故本建築物之設計地表加速度目標值AT = 0.4SDS = 0.32 g。
二、現況耐震能力評估
經側推分析後,建物現況之耐震能力評估結果彙整如下表6.3:
表6.3 現況耐震能力評估結果
地震力作用方向 +X -X +Y -Y
控制準則 強度準則 強度準則 強度準則 強度準則
耐震能力(g) 0.255 0.263 0.185 0.192
層間變位角(%) 0.93 0.95 1.0 1.0
耐震能力AP(g) 0.255 0.185
耐震能力標準AT(g) 0.32
CDR 值(AP/AT) 0.80 0.58
評估結果 不合格 不合格
本案標的物其耐震需求AT=0.32g,側推分析要求之性能條件耐震能力則須符合
下列三項所對應之性能目標地表加速度AP 應大於475 年設計地震等效地表加速度
AT 值。圖6.3 分別為X 及Y 向性能點下之塑鉸分佈圖,X 及Y 向控制耐震能力之
破壞機制皆為1F 柱之剪力破壞,Y 向之側推分析的層間變位角雖然可以超過1%,
但因Y 向有效牆體較少及原構架之強度不足故仍無法滿足耐震需求。
病房大樓現況之耐震能力X 向APX=0.255g,Y 向APY=0.185 g,X 向及Y 向均
未達到耐震能力標準值AT=0.32 g,故本棟建築物X 及Y 向均須補強。另由表3
可以得知於最大基底剪力下,X 向之層間變位角已接近位移準則之1%限制,故知
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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。