鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物 耐震能力評估方法講習會 Session1(臺北) 2017.08.29(二) 內政部建築研究所 Session2(臺中) 2017.08.31(四) 國立中興大學 聯合開發大樓 15樓 -國際會議廳 (電機大樓106室演講廳) Session3(高雄) 2017.09.15(五) 國立高雄應用科技大學 (雙科館地下室小劇場) 主辦單位：內政部建築研究所 執行單位：國立臺北科技大學土木工程系 鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力評估方法講習會【臺北場】 主辦單位：內政部建築研究所 執行單位：國立臺北科技大學土木工程系 時間：106 年 8 月 29 日(星期二) 地點：新北市新店區北新路 3 段 200 號大坪林聯合開發大樓 15 樓國際會議廳 費用：免費 名額：預計 230 人，依報名順序額滿時截止報名。 報名方式：限線上報名。網址為 https://goo.gl/yrK62t 或 QR Code 進行報名。 備註：1、本講習會已向行政院公共工程委員會申請技師換證積點，營建署建築師執照換證積分及公務人員終身學習護照相關證書。 2、本講習會之宗旨係為推廣鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震評估方法之講習會。 ◎宗旨◎ 由於國內鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物數量日益增加，此類建築物之耐震能力評估方法的建立也愈來愈重要。初步評估 方面，目前 PSERCB 僅能提供鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估之用，詳細評估方面，SERCB 也僅使用在鋼筋混凝土建築物 耐震能力的評估，自「安家固園計畫」施行以來，結構技師、土木技師及建築師等從業人員，屢屢建議儘速制訂鋼結構與鋼骨 鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估方法及詳細評估方法，以因應業界對於此類建築物耐震能力評估的需求。 本次講習會特別邀請內政部建築研究所介紹耐震評估、補強技術之應用與發展，以及宋裕祺教授與建研所協同研究團隊彙 整影響鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力之重要因子，研擬鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土結構物之定性與定量方法，針對各 影響因子的配分與權重等之計算方式進行分析，建立此類建築物之耐震能力初步評估程序，和廖文義教授與建研所協同研究團 隊研擬詳細評估中關於鋼結構的塑鉸設定方法、分析方法和輔助程式開發等，讓從業人員能夠熟悉此類建築物之耐震評估的基 本內涵。 鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力評估方法講習會 議程 時間 課題 報到 09:00～09:30 09:30～09:40 09:40～10:30 開幕致詞 11:30～12:20 12:20～12:40 王安強副所長 建築物耐震評估、補強技術之應用 與發展 陳建忠組長 休息 10:30～10:40 10:40～11:30 主講人 鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土耐震能力 蔡益超教授 初步評估方法及實際案例分析 顏志良先生 鋼結構耐震能力詳細評估方法研究 廖文義教授 及實際案例分析 盧柏亨先生 綜合討論 全體講員 供應午餐 鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築耐震能力評估方法講習會【臺中場】 主辦單位：內政部建築研究所 執行單位：國立臺北科技大學土木工程系 協辦單位：國立中興大學土木工程系 時間：106 年 8 月 31 日(星期四) 地點：台中市南區興大路 145 號國立中興大學電機大樓 1 樓 106 室 演講廳 費用：免費 名額：預計 100 人，依報名順序額滿時截止報名。 報名方式：限線上報名。網址為 https://goo.gl/kofPzR 或 QR Code 進行報名。 備註：1、本講習會已向行政院公共工程委員會申請技師換證積點，營建署建築師執照換證積分及公務人員終身學習護照相關證書。 2、本講習會之宗旨係為推廣鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震評估方法之講習會。 ◎宗旨◎ 由於國內鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物數量日益增加，此類建築物之耐震能力評估方法的建立也愈來愈重要。初步評估 方面，目前 PSERCB 僅能提供鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估之用，詳細評估方面，SERCB 也僅使用在鋼筋混凝土建築物 耐震能力的評估，自「安家固園計畫」施行以來，結構技師、土木技師及建築師等從業人員，屢屢建議儘速制訂鋼結構與鋼骨 鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估方法及詳細評估方法，以因應業界對於此類建築物耐震能力評估的需求。 本次講習會特別邀請內政部建築研究所介紹耐震評估、補強技術之應用與發展，以及宋裕祺教授與建研所協同研究團隊彙 整影響鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力之重要因子，研擬鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土結構物之定性與定量方法，針對各 影響因子的配分與權重等之計算方式進行分析，建立此類建築物之耐震能力初步評估程序，和廖文義教授與建研所協同研究團 隊研擬詳細評估中關於鋼結構的塑鉸設定方法、分析方法和輔助程式開發等，讓從業人員能夠熟悉此類建築物之耐震評估的基 本內涵。 鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力評估方法講習會 議程 時間 課題 報到 09:00～09:30 09:30～09:40 09:40～10:30 開幕致詞 11:30～12:20 12:20～12:40 陳建忠組長 建築物耐震評估、補強技術之應用 與發展 陳建忠組長 休息 10:30～10:40 10:40～11:30 主講人 鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土耐震能力 宋裕祺教授 初步評估方法及實際案例分析 顏志良先生 鋼結構耐震能力詳細評估方法研究 廖文義教授 及實際案例分析 王科欣先生 綜合討論 全體講員 供應午餐 鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築耐震能力評估方法講習會【高雄場】 主辦單位：內政部建築研究所 執行單位：國立臺北科技大學土木工程系 時間：106 年 9 月 15 日(星期五) 地點：高雄市三民區建工路 415 號高雄應用科技大學雙科館地下室小劇場 費用：免費 名額：預計 100 人，依報名順序額滿時截止報名。 報名方式：限線上報名。網址為 https://goo.gl/gP7vFo 或 QR Code 進行報名。 備註：1、本講習會已向行政院公共工程委員會申請技師換證積點，營建署建築師執照換證積分及公務人員終身學習護照相關證書。 2、本講習會之宗旨係為推廣鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震評估方法之講習會。 ◎宗旨◎ 由於國內鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物數量日益增加，此類建築物之耐震能力評估方法的建立也愈來愈重要。初步評估 方面，目前 PSERCB 僅能提供鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估之用，詳細評估方面，SERCB 也僅使用在鋼筋混凝土建築物 耐震能力的評估，自「安家固園計畫」施行以來，結構技師、土木技師及建築師等從業人員，屢屢建議儘速制訂鋼結構與鋼骨 鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估方法及詳細評估方法，以因應業界對於此類建築物耐震能力評估的需求。 本次講習會特別邀請內政部建築研究所介紹耐震評估、補強技術之應用與發展，以及宋裕祺教授與建研所協同研究團隊彙 整影響鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力之重要因子，研擬鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土結構物之定性與定量方法，針對各 影響因子的配分與權重等之計算方式進行分析，建立此類建築物之耐震能力初步評估程序，和廖文義教授與建研所協同研究團 隊研擬詳細評估中關於鋼結構的塑鉸設定方法、分析方法和輔助程式開發等，讓從業人員能夠熟悉此類建築物之耐震評估的基 本內涵。 鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力評估方法講習會 議程 時間 課題 報到 09:00～09:30 09:30～09:40 09:40～10:30 開幕致詞 11:30～12:20 12:20～12:40 陳建忠組長 建築物耐震評估、補強技術之應用 與發展 陳建忠組長 休息 10:30～10:40 10:40～11:30 主講人 鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土耐震能力 宋裕祺教授 初步評估方法及實際案例分析 顏志良先生 鋼結構耐震能力詳細評估方法研究 廖文義教授 及實際案例分析 魏祥任先生 綜合討論 全體講員 供應午餐 鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐 震能力評估方法講習會 建築物耐震評估、補強技術之應用與發展 內政部建築研究所 陳建忠 組長 簡報大綱 前言 內政部建築研究所耐震評估之研究發展 鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估方法(PSERCB) 耐震能力初步評估技術配合法規之應用情形 內政部建築研究所耐震補強之研究發展 結語 2 前言 本所為辦理建築研究發展，著重公共安全性、政策 性及管理性之實務研發工作，相關研究成果亦可提 供建築法令規定主管機關作為修訂參考。 本所104-107年建築技術多元創新與推廣應用精進 計畫，有關建築結構耐震研究計畫之研究主題，主 要分為「高性能結構系統及構件耐震性能研究」、 「建築耐震相關規範及技術強化手冊等研究」及 「耐震能力提升與評估技術精進及多元應用推廣」 等3大部分。 尤其針對國內大量老舊建築物來說，如何正確評估 出建築物之耐震能力，並進行耐震補強，一直是工 程界的重要議題，也是本所持續研究之目標。 3 建築結構耐震研究計畫架構與內容 高性能結構系統 及構件耐震性能研究 建 築 結 構 耐 震 研 究 計 畫 開發高性能與新型式結構耐震系統及構件， 研發提昇傳統建築結構耐震能力之方法， 以提供主管機關修訂法規、標準之參據， 並支援建築業界有關建築新工法與新技術 之研發與檢測需求。 建築耐震相關規範 及技術手冊強化研究 賡續研修建築物耐震相關設計與施工規則 與規範，並強化解說內容，編訂技術手冊， 加強與國家地震工程研究中心等學術機構 之合作，以整合研究資源，提昇建築結構 耐震技術與施工品質，保障人民生命財產 安全。 耐震能力提升 與評估技術精進 及多元應用推廣 探討及整合耐震評估與補強相關技術，並 強化建築物延壽相關研究，加強既有建築 物的耐震能力，達到安全防災之目的。 4 104-106年高性能結構系統及構件耐震性能研究 104年 105年 106年 填充型箱型鋼柱之撓曲 包覆填充型箱型柱接力 中高樓層建築非韌性RC 合成行為研究 式繫筋橫向鋼筋配置對 配筋柱擴柱補強技術研 撓曲行為之研究 究 矩形填充高強度混凝土 箱型鋼柱低軸力下撓曲 低矮RC建築以非矩形斷 建築工程鋼筋機械式續 耐震行為研究 面柱耐震性能提升之實 接性能基準及驗證研究 填充高強度混凝土矩形 驗研究 箱型短柱耐震行為研究 5 104-106年建築耐震相關規範及技術手冊強化研究 104年 105年 106年 建築物非結構構材-暗 混擬土結構技術規範之 建築物基礎構造設計規 架天花板耐震性能檢討 修正研擬 範之修正研擬 鋼筋混凝土柱採用組合 繫筋設計與施工注意要 項之研擬 6 104-106年耐震能力提升與評估技術精進及多元應用推廣 104年 105年 106年 沿街店鋪住宅結構系統 鋼筋混擬土建築結構耐 鋼結構與鋼骨鋼筋混凝 耐震設計技術手冊研究 震補強技術與示範例之 土建築耐震能力初步評 研擬 估研究 圓箍筋對鋼筋混凝土圓 鋼筋混擬土建築耐震能 中高樓層建築軟弱層及 柱韌性影響之研究 力初步評估平台開發與 扭轉不規則效應評估研 應用 究 鋼結構耐震能力詳細評 估方法與示範例之研擬 7 內政部建築研究所耐震評估之研究發展 8 緣起 有關建築物耐震評估及補強實施制度，本所自成立以 來即蒐集美日地震防災資料，並著重技術、制度、執 行及地震災防體系等4大面向，期能提出我國建築物 耐震評估、補強政策實施方針。 88年「建築物耐震評估及補強實施制度研擬」，以日 本「建築物耐震改修促進法」為範本，完成我國耐震 評估、補強制度草案之建立，並進而促使本所一系列 耐震評估、補強之研究。 9 921地震後，內政部參考前揭耐震評估、補強制度草 案，頒訂「建築物實施耐震能力評估及補強方案」， 作為公有建築物耐震評估或補強措施。 公有建築物實施耐震評估補強流程 10 建築物耐震能力詳細評估之研究發展(1/2) 本所於94年改進ACT-40、 FEMA-273等耐震評估技術， 完成鋼筋混凝土建築物耐 震能力詳細評估技術 （SERCB）。 並同時開發電腦視窗化介 面之分析程式，以利建築 師、專業技師操作及使用。 96年納入營建署共同供應 契約之耐震能力評估方法 之一。 11 建築物耐震能力詳細評估之研究發展(2/2) 為協助專業人員瞭解詳細評 估之基本內涵、理論、操作 程序及參數設定方式等，本 所分別於98年、101年出版 「鋼筋混凝土建築物耐震能 力評估手冊-視窗化輔助分析 系統SERCB Win2008-」(第1 版)及「鋼筋混凝土建築物耐 震能力評估手冊-視窗化輔助 分析系統SERCB Win2012-」 (第2版)。 12 建築物耐震能力初步評估之研究發展(1/3) 另一方面，由於國內既有建築 物數量龐大，逐一進行耐震能 力詳細評估將費時且不經濟， 因此如何階段性快速地評估既 有建築物之耐震能力，便成為 一項重要的研究課題。 本所考量具軟弱層、平立面不 對稱等建築物耐震能力之重要 影響因子，於民國88年提出定 性分析之鋼筋混凝土建築物耐 震能力初步評估表，以快速評 估數量龐大之既有建築物之耐 震能力 13 建築物耐震能力初步評估之研究發展(2/3) 103年修訂88年版之初步評估 表，並增加475年及2,500年 地震回歸週期耐震能力之定 量分析項目，完成具有定性 及定量鋼筋混凝土耐震能力 初步評估方法(PSERCB)。 可減少舊版(88年版) 因評估 者經驗有無，導致評估結果 差異過大、變異性過高之問 題。 14 建築物耐震能力初步評估之研究發展(3/3) 為使建築師、專業技師在使用 耐震能力初步評估方法時更具 便利性，及配合「安家固園計 畫」篩選耐震能力不足之建築 物，本所於105年完成鋼筋混 凝土建築物耐震能力初步評估 雲端網頁平台。 該平台可收集建築物耐震初評 成果，發揮大數據(Big Data) 功效，進行數據統計分析，有 助於政府對於建築管理、耐震 評估補強計畫與施政參考。 15 美國相關建築物耐震評估方法參考 FEMA P154 ASCE/SEI 41 Tier1 ASCE/SEI 41 Tier2 ASCE/SEI 41 Tier3、 FEMA P807、 FEMA P58、 HAZUS 所需時間 Minutes Hours Days Weeks 相對花費 $ $$ $$$ $$$$ 可評估人員 依FEMA P154 規定 具耐震評估、設計經驗之結構工程師 16 鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估方法 (PSERCB) 17 評估項目 定 性 分 析 定 量 分 析 定量評估部分可同時對X、Y兩方向針對475 年及2500年回歸期地震進行評估。 18 PSERCB評估流程 編輯建築物資訊 (PSERCB) 需完成X、Y兩方向各一次 計算定性評估分數 +判斷資料完成度 (前端網頁) 計算地震力 計算柱、RC牆、磚 牆剪力強度 計算定量評估分數 (後端程式) 計算耐震能力 輸出報告書 19 定性評估 B101靜不定程度 『靜不定程度』： 建築物為單跨者最為嚴重，嚴重程度隨跨度遞減。 20 B102 地下室面積比 『地下室面積比ra 』： 0≦(1.5－ra)/1.5≦1.0； r :地下室面積A /建築面積A a 2 1 建築面積A1 地面 超挖部分亦需計入地下室面積A2 21 B103 平面對稱性(1/3) 一、選填『良』者： W=0。『方型建築及結構配置對稱平面』、 『圓型建築及結構配置對稱平面』或『多角形建築及結構配置 對稱平面』或『寬長型建築及結構配置對稱平面』 。 方型平面 圓型平面 多邊型平面 寬長方型平面 22 B103 平面對稱性(2/3) 二、選填『尚可』者： W=0.5。 1. 雖屬『方型平面、圓型平面、多角形平面或長方型平面』但建築及結構配置不完 全對稱者。 方型平面 圓型平面 多邊型平面 寬長方型平面 2. 雖屬『L型平面』、『T 型平面』、『U 型平面』、『U 型平面』 、『 十宇型平 面』或『 工宇型平面』等其『翼緣扁厚』之平面之平面。 L型平面 T型平面 口型平面 U 型平面 十宇型平面 工宇型 23 B103 平面對稱性(3/3) 三、選填『不良』者：W=1。 1. 『L型平面』、『T 型平面』、『口型平面』、『U 型平面』 、『 十宇型平面』、 『 工宇型平面』、『 細尾型平面』等其『翼緣細長』之平面或『細長型平面』。 L型平面 T型平面 口型平面 U 型平面 十宇型平面 工宇型平面 細尾型平面 細長型平面 2. 雖屬『方型平面、圓型平面、多角形平面或長方型平面』但樓梯、電梯配置於偏 於『平面角隅者』或『載重極度偏心』者。 方型平面 圓型平面 多邊型平面 短長方型平面 24 B104 立面對稱性 一、選填『良』者：w=0。建築物同時具有『立面各向建築及結構配置對稱』、 『立面各樓層層高均勻相當』或『立面無平面退縮』及『立面各樓層載重 均勻相當』者 。 二、選填『尚可』者：W=0.5。 其他類型立面。 三、選填『不良』者：W=1。 建築物具有下列之一時：『建 築物立面高度不同』、『立面 各樓層載重不同』、『樓層立 面層高不同』、『退縮式立面 』 、『懸挑式立面』、『山 坡地建築』或『立面在高層分 為多棟建築物』或『隔間牆上 下位置不一致』。 建築物立面 高度不同 各樓層 載重不同 退縮式立面 懸挑式立面 樓層立面層高不同 立面在高層 分為多棟建築物 山坡地建築 25 B105 梁之跨深比b 梁之跨深比 b；b = 梁淨跨/梁深(短梁韌性 不佳) 一、當b≧8，w=0； 二、當3≦b＜8，w=(8－b) / 5； 三、當b<3，w=1.0； 註：挑選建築物最典型的梁進行評估。 26 B106 柱之高深比c 柱之高深比c；c =柱淨高/柱深(地震力方向) 一、當c≧6，w=0； 二、當2≦c＜6，w=(6－c) / 4； 三、當c<2，w=1.0； 註：挑選建築物最典型的柱進行評估。 Bc Hc 地震力方向 27 B107 軟弱層顯著性(1/2) 建築物的一樓常因開 放空間或作為商業用 途使，二樓以上的非 結構 RC 牆 或磚牆， 沒有下到一樓致使之 柱 極限層剪力強度較低。 2F 梁 柱 1F 28 B107 軟弱層顯著性(2/2) 軟弱層顯著性須注意： 『剪力牆上下不連續』 、『中間樓層或底層勁度（柱斷面）變化過大』、『中 間樓層或底層樓層高度較其他樓層高度高出很多』等。(軟弱層顯著性高W=1 、中W=0.67、低W=0) 剪力牆上下不連續 勁度變化過大(柱) 樓層高度較其他樓層高度高出很多 註(1)：軟弱層顯著性主要看牆體有無中斷的嚴重情形而定。 註(2)：若經程式判定為軟弱層，即rw=(一樓等值牆量/標準層等值牆量)小於0.6時， 此部分將不予計分。 29 B208 塑鉸區箍筋細部(由設計年度評估) 此項完全由設計年度評估。 63年2月以前(1.0) ； 63年2月至71年6月(0.67) ； 71年6月至86年5月(0.33) ； 86年5月以後(0) 30 B209 窗台、氣窗造成短柱嚴重性 由評估者依現況及專業判斷選填『高』、 『中』、 『低』、 『無』 (嚴重性高W=1、中W=0.67、低W=0.33、無W=0) 窗台、氣窗若緊貼 柱邊，會造成短柱。 除了吸收較大的地 震力外，其破壞模 柱 式也可能由彎矩破 壞轉變為韌性較差 的剪力破壞，使得 耐震能力降地。 梁 柱 註：短柱主要係牆體開氣窗而形成的，根據其量之多寡與其高深比來評估。 31 B210 牆體造成短梁嚴重性 『樓梯間牆』、『電梯坑牆』、『電梯間牆』、『隔戶牆』或『為了留走道 』等，致使非結構牆並未填滿柱梁架構的兩柱之間，致造成『短梁』時，由 評估者依現況及專業判斷選填『高』、 『中』、 『低』或『無』。 (嚴重性高W=1、中W=0.67、低W=0.33、無W=0) 樓梯間牆、電梯坑牆、 電梯間牆、隔戶牆或 為了留走道等，致使 非結構牆並未填滿柱 柱 梁架構的兩柱之間， 而留有短梁的現象， 因此會發生較不具韌 性的剪力破壞，降低 了建築物的耐震能力。 梁 柱 註：短梁主要係牆體開走廊而形成的，根據其量之多寡與其跨深比來評估。 32 B311 柱之損害程度 由評估者依現況、下表及專業判斷選填『高』、 『中』、 『低』、 『無』。 (損害程度高W=1、中W=0.67、低W=0.33、無W=0) 柱之損害度分類 柱之損害度 損害內容 無受損 無任何裂縫損傷。 輕度破壞 用肉眼即可看到其裂縫(裂縫寬度<0.2mm)。 中度破壞 雖有較大之裂縫，但混凝土僅保護層脫落(裂縫寬度 0.2mm以上)。 嚴重破壞 保護層脫落範圍度大，部分箍筋脫開或斷裂，主筋可能 挫屈。 33 (a) 輕度破壞 (b) 中度破壞 (c) 嚴重破壞 (參考文獻：內政部「災害後危險建築物緊急評估明細表」,2010) 33 B312 牆之損害程度 由評估者依現況、下表及專業判斷選填『高』、 『中』、 『低』、 『無』。 (損害程度高W=1、中W=0.67、低W=0.33、無W=0) 牆之損害度分類 牆之損害度 無受損 輕度破壞 損害內容 中度破壞 無任何裂縫損傷。 用肉眼即可看到其水平向裂縫(裂縫寬度<0.3mm)。 水平向裂縫多且延伸至柱，有斜向裂縫，但未見牆內主筋 (裂縫寬度0.3mm以上)。 嚴重破壞 有大量之斜向裂縫，可見牆內主筋但未拉斷，邊柱之保護 層脫落。 (a) 輕度破壞 (b) 中度破壞 (c) 嚴重破壞 (參考文獻：內政部「災害後危險建築物緊急評估明細表」,2010) 34 B313 裂縫鏽蝕滲水等程度 由評估者依現況及專業判斷選填『高』、 『中』、 『低』、 『無』。 (滲水程度高W=1、中W=0.67、低W=0.33、無W=0) 裂縫產生後，水氣 易滲入，表面的鋼 筋較易產生銹蝕， 連帶也會降低構材 的強度，並產生較 大的變形。 鋼筋產生銹蝕，連 帶也會降低構材的 強度，並產生較大 的變形。 鋼筋產生銹蝕，連 帶也會降低構材的 強度，並產生較大 的變形。 水氣易滲入後，表面 的鋼筋較易產生銹蝕， 連帶也會降低構材的 強度，並產生較大的 變形。 35 定量評估 載重及材料參數輸入 建築物 資訊 柱材料 參數 牆材料 參數 36 定量評估-柱 (Y向相同) 註(1)：系統韌性容量R*，照100年耐震能力規範填寫。 如韌性構架配上非結構牆，R要填4.0。 註(2)：週期經驗公式選取，照設計習慣，如剪力牆才用0.05h0.75 37 定量評估-牆 38 建議參數(1/4) 建築物樓地板單位面積靜載重建議值 中華民國全國建築師 公會 5樓以下建築物：1.1 tf/m2 12樓建築物：1.3 tf/m2 17樓建築物：1.5 tf/m2 其他樓層數：建議以內插法求得。 台灣省結構工程技師 公會 5樓以下建築物：1.2 tf/m2 12樓以上建築物：1.4 tf/m2 5樓至12樓建築物：建議以內插法求得。 中華民國土木技師公 會全國聯合會 5樓以下建築物：1.25 tf/m2 6樓至12樓建築物：1.35 tf/m2 13樓以上建築物：1.45 tf/m2 依現況隔間多寡、外牆貼面材質酌量增減。 39 建議參數(2/4) 混凝土抗壓強度建議值 中華民國全國建築師 公會 5樓以下建築物：150 kgf/cm2 12樓建築物：175 kgf/cm2 17樓建築物：220 kgf/cm2 其他樓層數：建議以內插法求得。 台灣省結構工程技師 公會 依照現況、劣化、樓高與地區特性給予專業 判斷。 中華民國土木技師公 會全國聯合會 80年以前：所有規模建築物 160 kgf/cm2 80年以後： 5樓以下建築物：160 kgf/cm2 6至11樓建築物：175 kgf/cm2 12樓以上建築物：210 kgf/cm2 40 建議參數(3/4) 鋼筋降伏強度建議值 中華民國全國建築師 公會 台灣省結構工程技師 公會 無 中華民國土木技師公 會全國聯合會 #3~#5：2800kgf/cm2 #6以上： 80年以前 2800kgf/cm2 80年以後 4200kgf/cm2 #6以下：2800kgf/cm2 #6以上： 80年以前 2800kgf/cm2 80年以後 4200kgf/cm2 41 建議參數(4/4) 柱鋼筋比建議值 中華民國全國建築師 公會 台灣省結構工程技師 公會 中華民國土木技師公 會全國聯合會 5樓以下建築物：1.5% 12樓之建築物：2% 17樓之建築物：3% 其他樓層數：建議以內插法求得。 5樓以下建築物：1.5% 12樓以上建築物：2% 5樓以下建築物：1.5% 6樓以上建築物： （1+樓層數/10 x 1%），上限值為2.5%。 請參考「鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估平台開發與應用」取得更多建議參數 42 475年地震回歸期耐震能力計算 (X、Y方向) 43 2500年地震回歸期耐震能力計算 (X、Y方向) 44 定量分析理論(1/3) 一樓極限剪力 Vuj= CvcjΣVcoli×Nci + Cvsj(ΣVswi×Nswi +ΣVscoli×Nsci)+ 一般柱 RC牆+短柱 CvbjΣVbwi×Nbwi；j=1~3 磚牆 設計地震力 S aD I V100 ( ) mW 1.4 y Fu 依據建築物耐震設計規範與解說 建築物之極限剪力強度 (V100 )u V100 1.4 y 45 定量分析理論(2/3) 受評估建築物之降伏地表加速度Ayj Ayj Vuj IA475 (V100 )u Fu ；j=1~3 考量各構材韌性 R*j 0.070hn3 / 4 T ; hn為建築物高度 3/ 4 0.050hn CRcj Rcol (Cvcj Vcoli N ci ) CRsj Rsw[Cvsj (Vswi N swi Vscoli N sci )] CRbj Rbw (Cvbj Vbwi Nbwi ) Cvcj Vcoli N ci Cvsj (Vswi N swi Vscoli N sci ) Cvbj Vbwi Nbwi ；j=1~3 46 定量分析理論(3/3) ( R*j 1) (一般工址) 1 1.5 R *aj * ( R j 1) 1 2.0 (台北盆地) ；j=1~3 Fuj* Fu (T , R*j ) ；j=1~3 0.070hn3 / 4 T ; hn為建築物高度 3/ 4 0.050hn Ac max[ Ayj Fuj* ; j 1 ~ 3] 47 額外評估項目 分數計算 48 現場評估意見 技師依現場狀況 給予評估 評估結果 49 目前本所開發之初步評估方法PSERCB、詳細評估方法 SERCB已能提供國內大量鋼筋混凝土造、磚造及加強磚 造等建築物進行耐震能力初步評估及詳細評估，並配合 「安家固園計畫」及「都市危險及老舊建築物加速重建 條例」篩選耐震能力不足之建築物。 隨著隨著國內鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物之數量逐 漸增加，以及考量「都市危險及老舊建築物加速重建條 例」至少施行至116年，鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土之耐 震能力之評估需求將逐漸增多，因此本所將於今年完成 鋼結構、鋼骨鋼筋混凝土建築耐震能力初步評估及詳細 評估技術，以因應實際執行需求。 50 耐震能力初步評估技術配合法規之應用情形 51 耐震能力初步評估技術配合「都市危險及老 舊建築物加速重建條例」之應用情形 都市計畫範圍內 甲級 評估分數>70 (R≦30) 經半數所有 權人同意 耐震能力 初步評估 建議補強 乙級 耐震能力 詳細評估 建議拆除 40<評估分數≦ 70 (30<R≦60) 未達乙級 評估分數≦40 (R>60) 拆除重建 經全體所有 權人同意 補 強 費 用 超 過 重 建 費 用 1 / 2 52 耐震能力初步評估技術配合「建築物公共安 全檢查簽證及申報辦法」修正草案之應用情 形 建築物耐震能力評估檢查應按本所PSERCB辦理。 應辦理耐震能力評估檢查對象： (1)88年12月31日前領得建造執照，使用類組為A-1、A-2、B-2、 B-4、D-1、D-3、D-4、F-1、F-2、F-3、F-4、H-1組樓地板 面積達1,000平方公尺以上，且該建築物屬同一所有權人、 使用人。 (2)當地主管機關認定或公告耐震能力具潛在危險疑慮之建築 物。 53 耐震能力初步評估技術配合「住宅性能評估 實施辦法」之應用情形 內政部106年8月10日台內營字第1060810377號令修正部 分條文，住宅性能評估實施辦法第3條附表2-1既有住宅 結構安全性能PSERCB評估表。 54 內政部建築研究所耐震補強之研究發展 55 建築物耐震補強之研究發展(1/4) 耐震補強技術研究方面， 本所86年「鋼筋混凝土建 築物之修復與補強技術彙 編」彙整國內外鋼筋混凝 土建築物之永久性及臨時 性之修復補強工法；921地 震後，為提升國內低層建 築物及低矮校舍之耐震能 力，於95年完成「低層含 磚牆建築物耐震補強手冊 研究」。 56 建築物耐震補強之研究發展(2/4) 105年0206美濃地震，中高樓層具軟弱底層之建築物為主 要受損對象。 同時配合本部訂頒「安家固園計畫」，及在既有研究基 礎下，本所105年「鋼筋混凝土建築結構耐震補強技術與 示範例之研擬」蒐集國內近十餘年的新工法、補強技術、 工程實務經驗，整理近年補強技術資料與實務案例，彙 編適用於私有建築物之多元化耐震補強技術手冊，並提 供建築物耐震補強示範例，供前開計畫參用。 57 鋼筋混凝土建築結構耐震補強技術與示範例之研擬 研擬鋼筋混凝土建築結構耐震補強技術手冊內容涵蓋補強 規劃與結構設計、構材補強、結構系統補強、基礎補強設 計、建築設備補強設計基本原則等，介紹補強基本策略， 常見各種構材及結構系統補強方法、結構細節與補強耐震 性能規定，以及基礎與建築設備補強原則等。並提供具軟 弱底層之住商混合大樓及醫院建築結構補強案例，採用外 加構架配合使用位移型消能斜撐或速度型消能元件之補強 方式，此補強策略除能有效解決補強空間限制問題及不妨 害現有功能外，亦具有較佳之經濟性，本案補強範例可為 醫院、科技廠房等內部補強空間不足結構之設計參考。 58 一、補強技術手冊 參考國內外之補強設計研究與工程 實務案例，完成RC建築之實務補強 設計手冊初步架構，提供設計方法 與施工細節等。 第2章-規劃與結構設計 第3章-構材補強 增設翼牆補強、包覆補強等 第4章-結構系統補強 RC剪力牆、鋼造斜撐、鋼板剪力牆、挫曲束制 支撐、消能元件等 第5章-基礎補強 59 二、醫院補強範例 建築物基本資料：地上四層、無地下室之RC構 架，12公分之RC牆為外牆及1B磚隔間牆 4種補強方案： (1)增設外部構架與位移型消能斜撐 (2)增設外部構架與速度型消能斜撐 (3)增設間接接合型鋼框架斜撐補強 (4)增設開口RC牆 下 上 上 上 下 現況壹層建築平面圖 60 (1)增設外部構架與位移型消能斜撐(1/2) X向： X向BRB立面配置型式圖 Y向： RF RF 4F 4F 3F 3F 2F 2F 1F 1F Y向BRB立面配置型式圖 61 (1)增設外部構架與位移型消能斜撐(2/2)：補強後外觀 62 (2)增設外部構架與速度型消能斜撐(1/2) X向： 8-19X105mm 剪力釘 8-#6預埋錨錠筋 8-19X105mm 剪力釘 H350x250x20x28 H350x250x20x28 鋼構施作後封水泥板 3 - BOX300x300x30,A36 BOX300x300x30,A36 16-19X105mm剪力釘 8-#6預埋錨錠筋 tg 8-#6預埋錨錠筋 16-19X105mm 剪力釘 X向阻尼器斜撐配置大樣圖 Y向： M22螺桿 (每端8支) X向阻尼器立面配置型式圖 Y向阻尼器立面配置型式圖 M22螺桿 (每端8支) Y向阻尼器斜撐配置大樣圖 63 (2)增設外部構架與速度型消能斜撐(2/2)：補強後外觀 X向： 40 30 40 40 Y向： 64 (3)增設間接接合型鋼框架斜撐補強 補強後外觀 X向： Y向： 鋼框架斜撐補強單元 65 (4)增設開口RC牆 補強後外觀 X向： Y向： 開口RC牆補強單元 66 建築物耐震補強之研究發展(3/4) 研發「對角配筋牆」，對付建築軟腳蝦 為因應沿街店鋪住宅1樓 Two D16 reinforcing bars placed on top and bottom of the opening and extended at least 600 mm 5000 5-D19 2-60 mm dia. PVC pipe 2-D19 350 1-D13 Hoops and 2-D13 Ties at 150 mm 5-D19 Horizontal Reinforcement: D10 at 100 mm at both face 750 750 580 310 360 200 3250 190 2500 1400 Reinforcing bar couplers Reinforcing bar couplers 1100 230 Vertical Reinforcement: D10 at 150 mm at both face 10-D22 2-70mm dia. PVC pipe 4-D22 560 軟弱層之問題，本所於 102年及103年針對低矮 鋼筋混凝土沿街店鋪住 宅之開口外牆耐震能力 進行研究，並開發「應 用於直立柱與開口牆段 的鋼筋配置」，提出開 口牆之創新鋼筋配置方 法，以避免軟腳蝦式的 軟弱層破壞。 3-D29 diagonal bar per direction at 26.6 with the vertical 300 1200 1600 500 400 600 2-D13 Hoops and 2-D13 Ties at 150 mm 10-D22 300 900 3100 400 500 5800 67 建築物耐震補強之研究發展(4/4) 歷年相關耐震補強之研究： -92年「加強磚造建築物耐震診斷與補強對策之研究」 -92年「鋼結構建築耐震評估、補強及修復準則之研擬」 參考FEMA-351、FEMA-352，並依國內鋼結構工程實際狀況， 制定本土化之鋼結構韌性抗彎矩構架震前及震後之耐震補強建議準則內容。 -93年「鋼筋混凝土建築結構桿件補強準則之研擬」 -101年「低矮型RC 建築耐震補強施工細節之研究」 補強完成後之結構非線性模擬， 係參考FEMA-273、FEMA-356及ASCE 41-06等方式定義塑性鉸。 有關塑性角定義之其他參考文獻： Loading Protocols for ASCE Backbone Curves, Earthquake Spectra Volume 32 68 結語 配合本部「安家固園計畫」及「都市危險及老舊建築物 加速重建條例」，持續辦理住宅建築物耐震評估技術研 究與推廣，以及住宅建築物耐震補強工法研究與推廣。 依建築結構耐震研究科技計畫之執行，持續進行本土性 大型結構耐震實驗研究，協助營建署及經濟部修訂建築 物構造設計技術規範及國家標準，並開發耐震評估及補 強技術供建築師、專業技師使用，藉此提昇國內建築結 構安全與使用性能。 69 簡 報 完 畢 謝 謝 聆 聽 70 鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力 評估研究方法講習會 鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築耐震能力 初步評估研究及實際案例分析 蔡益超1宋裕祺2 1國立臺灣大學 名譽教授 2國立臺北科技大學 教授 臺北場：106年08月29日 臺中場：106年08月31日 高雄場：106年09月15日 簡報大綱 研究動機與目的 文獻回顧 耐震能力初步評估方法研究 案例分析 結論與建議 2 研究動機與目的 研究動機 研究目的 3 研究動機 建研所105年度開發PSERCB，研擬RC建築物耐震能力定性與定 量方式，達到快速不失準確的目標。 隨我國鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物數量日益增加，此類 建築物之耐震能力初步評估方法亦越來越重要。 4 研究目的 參考103年與105年建研所RC耐震能力初評方法與國內外文獻， 將影響鋼結構與SRC耐震能力重要因子羅列於初步評估表格。 研擬鋼結構與SRC定量評估計算內容包含：柱、斜撐及RC牆等極 限剪力強度計算與建築物耐震能力計算。 5 文獻回顧 鋼結構與合成構材相關規範 建築物耐震初步評估相關文獻 6 鋼結構與合成構材相關規範 參考國內外有關鋼結構與合成構材(如SRC與CFT)關於構件受壓、 受拉與承受彎矩-軸力作用時，相關計算規定。 7 建築物耐震能力初步評估相關文獻 參考國內外有關建築物耐震能力初步評估方法之相關內容，以進 行研究與建立適用鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力初步 評估方法。 8 初步評估方法研究 鋼結構耐震能力初步評估方法 鋼骨鋼筋混凝土耐震初評方法 9 採用105年建研所委託宋裕祺教授與蔡益超教授修訂包含定性與 定量兩大部分之鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估方法。 項次 項目 配分 評估內容 1 靜不定程度 5 □單跨(1.0) □雙跨(0.67) □三跨(0.33) □四跨以上(0) 2 地下室面積比，ra 2 0 (1.5－ra) / 1.5 1.0；ra : 地下室面積與建築面積之比 ra= 3 結 平面對稱性 3 □不良(1.0) □尚可(0.5) □良(0) 構 4 立面對稱性 3 □不良(1.0) □尚可(0.5) □良(0) 系 5 統 梁之跨深比b 3 當b < 3，w = 1.0 ； 當3 b < 8，w = (8－b) / 5 ；當b 8，w = 0 b = 6 柱之高深比c 3 當c < 2，w = 1.0 ； 當2 c < 6，w = (6－c) / 4 ；當c 6，w = 0 c = 7 軟弱層顯著性 3 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 塑鉸區箍筋細部(由 □63年2月以前(1.0) □63年2月至71年6月(0.67) □71年6月至86年5月(0.33) □86年5月以後 8 結 5 設計年度評估) (0) 構 窗台、氣窗造成短柱 9 細 3 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 嚴重性 部 10 牆體造成短梁嚴重性 3 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 11 結 柱之損害程度 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 12 構 牆之損害程度 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 現 13 況 裂縫鏽蝕滲水等程度 3 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) A 4 A A 權重 評分 A 當 c1 0.25， w 1 ；當0.25 c1 1，w 1 c1 ；當 c1 1， w 0 475年耐震能力初步 IA475 IA475 3 IA475 IA475 30 定 評估 (詳參、定量評估表) Ac1=min[Ac1,x，Ac1,y] 量 A Ac 2 A A 分 4 當 c 2 0.25， w 1 ；當0.25 1，w 1 c 2 ；當 c 2 1， w 0 2500年耐震能力初步 IA2500 IA2500 3 IA2500 IA2500 15 析 30 評估 (詳參、定量評估表) Ac2=min[Ac2,x，Ac2,y] 分數總計 100 14 評分總計(P)： 將影響鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力之重要因子納入 評分項目。 10 安家固園計畫 住宅性能評估實施辦法 建置私有住宅建築物實施耐震能力評 「住宅耐震能力初步評 估表」公布施行 估及補強資訊管理系統。 都市危險及老舊建築物重建條例 PSERCB提供了全國統一的執行工具， 以利於危險及老舊建築物加速重建 之執行。 11 鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估PSERCB PSERCB 3.0初步評估系統 2016年2月6日上午3時57分，規模6.4的高雄美濃地震重創台南，永康區維冠金龍大樓倒塌，釀成重大災情。維冠大樓一樓為開 放式店面，牆量甚少，建築物一樓僅由柱體抵抗地震力，抗震能力較其他樓層為低，因此在一樓形成軟弱層，在地震作用下，容易產 生破壞進而造成整棟大樓倒塌。 國內目前類似維冠大樓具有一樓軟弱層之建築物仍不在少數，因其具有較高的人命傷亡風險，如何迅速進行耐震能力初步評估， 篩選出此類高震害風險的建築物實為當務之急。本系統可藉由建築物一樓有效牆量與二樓(或以上)有效牆量的比值 修正整棟建築物之 韌性容量，配合一樓之極限剪力強度求出大樓之耐震能力，可協助專業技師或建築師初步篩選出具弱層建築物，供後續耐震詳評與補 強之依據。 PSERCB係為建築物耐震能力初步評估輔助之用，使用者必須為受過結構、耐震、土木、建築等專業教育，並且對此系統相關計 算理論熟稔、系統操作瞭解之專業結構技師、專業土木技師以及建築師。 PSERCB適用於以RC梁柱構架、RC牆及磚牆三者單獨或混搭而成的建築物，幾乎可以包括大部份的RC構造或磚造及加強磚造建 築物。下列幾點是本系統未能處理的一些情況，評估者處理各項問題時須藉由專業知識與經驗再行斟酌研判： 1.含有拱、圓筒或上述所提構材以外之特殊結構物。 2.鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物。 3.無明顯主軸之建築物。 4.災後建築物緊急評估。 5.施工品質不佳之建築物。 請輸入您的帳號與密碼 帳號 帳號 密碼 密碼 登入 or 忘記密碼? 12 註冊帳號 鋼結構建築物基本資料表 建物名稱 建物編號 建物地址 評估者 評估日期 e-mail 設計年度 建物高度 hn (m) 用途係數I 地盤種類 地上樓層數 地下樓層數 建築物依構架分類：□無側撐構架 □有側撐構架 建築物依樓層分類： □五樓以下 □六樓以上 建築物依結構形式分類：□鋼結構建築物 □CFT建築物□具弱層建物 □其它: 建築物依使用用途分類：□辦公室 □公寓 □集合住宅 □商場 □住商混合 □其它: 本評估參考資料：□設計圖說 □計算書 □現場調查或推估 13 鋼結構建築物初步評估表 定 性 1 4 項 14 定 量 2 項 靜不定程度 結構系統 項目 靜不定程度 地下室面積 15 靜不定程度 結構系統 構架跨數越多，靜不定程度就越大，其耐震能力會越好。 求取平均跨數(四捨五入)，且要取X向與Y向平均跨數之小者。 Y Y X X向平均跨度數量：3 Y向平均跨度數量：2 X 16 X向平均跨度數量：2 Y向平均跨度數量：3 地下室面積比 項次 項目 靜不定程度 配分 評估內容 4 □單跨(1.0) □雙跨(0.67) □三跨(0.33) □四跨以上(0) 地下室面積比，r 地下室面積比 結 2 0 ( 1.5 ra ) / 1.5 1.0 ； ra :地下室面積與建築面積之比 ra =0 3 □不良(1.0) □尚可(0.5) □良(0) 平面對稱性 3 □不良(1.0) □尚可(0.5) □良(0) 5 平面對稱性 構 立面對稱性 系 統 斜撐型式 3 □同心斜撐(1.0) □偏心斜撐(0.5) □BRB(0) □無(0) 6 梁之跨深比b 3 當 b 3，w 1.0 ；當 3 b 8，w ( 8 b ) / 5 ；當 b 8，w 0 b=10.5 7 柱之高深比c 3 當 c 2，w 1.0 ；當 2 c 6；w ( 6 c ) / 4 ；當 c 6，w 0 c=5.14 結 塑鉸區梁之細部 構 未支撐長度 9 細 10 部 受壓肢之寬厚比限制 4 □未處理(1.0) □加蓋鈑或其他(0.4) □梁經切削(0) 3 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 3 □半結實斷面(1.0) □結實斷面(0.5) □耐震與塑性設計斷面(0) 柱之損害程度 結 12 構 梁之損害程度 13 現 斜撐損害程度 況 鋼材鏽蝕程度 14 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 3 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 1 2 3 4 靜不定程度 結構系統 a 8 11 475年耐震能力初步評估 15 定 (達容許韌性容量) 量 分 2500年耐震能力初步評估 16 析 (達韌性容量) 分數總計 當 30 權重 評分 Ac1 A A A 4 0.25， w 1 ；當0.25 c1 1，w 1 c1 ；當 c1 1， w 0 (詳參、定量評估表) IA475 IA475 3 IA475 IA475 Ac1 min[ Ac1, x , Ac1, y ] 當 30 Ac 2 A A A 4 0.25， w 1 ；當0.25 c 2 1，w 1 c 2 ；當 c 2 1， w 0 (詳參、定量評估表) IA2500 IA2500 3 IA2500 IA2500 Ac 2 min[ Ac 2, x , Ac 2, y ] 評分總計(P)： 100 17 地下室面積比 結構系統 建築物的地下室面積(含超挖面積)若較大，對於抵抗傾倒彎矩之 能力也較高。 ra :地下室面積A2/建築投影面積A1 建築投影面積 A1 地下室面積 A2 18 平面對稱性 結構系統 地下室面積 平面對稱性 立面對稱性 19 平面對稱性 結構系統 結構系統平面之對稱性愈佳，則勁度中心與質量中心之間通常不 致有太大的偏心距，地震時引致整體結構之偏心扭矩通常較小， 反之則亦然。 良 方形、圓形、多邊形、寬長方形建築及結構配置對稱平面 方形平面 圓形平面 多邊形平面 20 寬長方形平面 平面對稱性 結構系統 尚可 屬方形、圓形、多邊形、寬長方形建築，但結構配置不完 全對稱者；或屬於翼緣扁厚之平面 方形平面 L型平面 圓形平面 T型平面 多邊形平面 口型平面 U型平面 21 寬長方形平面 十型平面 工型平面 平面對稱性 結構系統 不良 屬方形、圓形、多邊形、寬長方形建築，但樓梯、電梯配 置偏平面隅角、載重極度偏心者或屬於翼緣扁薄之平面 方形平面 L型平面 圓形平面 T型平面 多邊形平面 口型平面 U型平面 22 寬長方形平面 十型平面 工型平面 立面對稱性 結構系統 平面對稱性 立面對稱性 斜撐型式 23 立面對稱性 結構系統 結構系統之立面對稱性通常與樓層質量與樓層勁度之分配是否均 勻與對稱有關。對稱性愈佳者，其耐震能力愈高。 良 建築物同時具有各向立面結構配置對稱、各樓層高度均 勻相當、立面無退縮及立面各樓層載重配置相當者 24 立面對稱性 結構系統 若建築物立面高度、樓層高度不同、立面退縮、立面懸挑、立面各 樓層載重配置不均、位於山坡地、立面於高層分為多棟建築者，須 視其實際情況對於對稱性之影響勾選「尚可」或「不良」。 建築物立面高度不同 樓層高度不同 立面退縮 立面懸挑 1.3 t/m2 0.6 t/m2 0.6 t/m2 0.6 t/m2 0.6 t/m2 位於山坡地 立面於高層分為多層建築物 25 樓層載重不均勻 斜撐型式 結構系統 立面對稱性 斜撐型式 梁之跨深比 26 斜撐型式 結構系統 同心斜撐受壓時會產生挫屈現象，能承受之軸力急遽下降，消能 能力喪失；偏心斜撐之連桿梁會產生剪力塑鉸，消能行為良好。 BRB受壓時不會產生挫屈，耐震消能行為良好。因此依據不同斜撐 形式所能發揮之消能能力，給予不同權重。 同心斜撐 偏心斜撐 27 挫屈束制斜撐 梁之跨深比 結構系統 斜撐型式 梁之跨深比b 柱之高深比 28 梁之跨深比 結構系統 梁之跨深比為梁之淨跨度與有效梁深的比值，其值越大，發生彎 矩降伏的機會越大，結構體韌性越佳。本項目建議以建築物中數 量最多、最具代表性的梁進行評估。 梁淨跨度 有效 梁深 b=梁淨 跨度/有 效梁深 29 柱之高深比 結構系統 梁之跨深比 柱之高深比c 塑鉸區梁之 30 柱之高深比 結構系統 柱之高深比為柱之淨高與沿地震剪力方向之柱深的比值，其值越 大，發生彎矩降伏的機會越大，結構體韌性越佳。本項目建議以 建築物中數量最多、最具代表性的柱進行評估。 31 塑鉸區梁之細部 結構細部 柱之高深比 塑鉸區梁之細 未支撐長度 32 塑鉸區梁之細部 結構細部 傳統鋼骨抗彎構架在遭受地震力作用時，構架易於柱產生塑性變 形，以消散地震能量，而梁柱交接面銲接品質不易確保，導致接 頭破壞；若利用補強或減弱式接頭之方式將塑鉸區移出梁柱交會 區，可達到韌性消能目的。 傳統接頭 補強式接頭 33 減弱式接頭 未支撐長度 結構細部 塑鉸區梁之 未支撐長度不 斷面結實性 34 未支撐長度 結構細部 斷面的未支撐長度將影響梁柱構件的極限狀態，當斷面未支撐長 度不符規範時，將會使斷面產生側向扭轉挫屈，致使其無法承受 較大彎矩及無法容許產生較大的變形。 35 斷面結實性 結構細部 未支撐長度 斷面結實性 柱之損害程 36 斷面結實性 結構細部 斷面受壓肢之寬厚比將影響梁柱構件的極限狀態，當斷面受壓肢 之寬厚比不足時，梁或柱構件在受壓尚未達整體挫屈前，將會先 行產生局部挫屈的極限狀態，而致其無法承受較大彎矩及無法容 許產生較大的變形。 斷面 耐震與塑性 設計斷面 結實斷面 寬厚比限制 37 半結實斷面 柱之損害程度 結構現況 斷面結實性 柱之損害程度 梁之損害程 38 柱之損害程度 結構現況 柱因外在損害引起構材所能承受的強度，如挫屈、鋼板拉裂、整 體變形及接頭破壞等，均將影響結構安全。 39 梁之損害程度 結構現況 柱之損害程 梁之損害程度 斜撐損害程 40 梁之損害程度 結構現況 梁因外在損害引起構材所能承受的強度，如挫屈、鋼板拉裂、整 體變形及接頭破壞等，均將影響結構安全。 41 斜撐損害程度 結構現況 梁之損害程 斜撐損害程度 鋼材鏽蝕程 42 斜撐損害程度 結構現況 斜撐因外在損害引起構材所能承受的強度，如挫屈、鋼板拉裂、 整體變形及接頭破壞等，均將影響結構安全。 43 鋼材鏽蝕程度 結構現況 斜撐損害程 鋼材鏽蝕程度 475年耐震 44 鋼材鏽蝕程度 結構現況 鋼材因環境因素或未定期進行維護工作，使其產生鏽蝕。鏽蝕產 生後，恐使構件強度降低，影響進而整體結構物使用性與安全性。 鋼材鏽蝕程度 鏽蝕程度 無 低 中 高 鏽蝕內容 鋼材表面已完 全覆蓋氧化層， 無紅色鐵鏽或 僅出現極少量 紅鏽。 鋼鐵表面開始 鏽蝕，部分氧 化層剝落，出 現紅色鐵銹。 鋼鐵表面已產生 全面性鏽蝕，大 部分氧化層已剝 落或鬆解，並有 少許的孔蝕。 氧化層完全剝 落，鋼鐵表面 產生很多鏽孔， 呈全面性嚴重 腐蝕狀態。 45 達容許韌性容量耐震能力初步評估 鋼材鏽蝕程 475年耐震能 (達容許韌性 2500年耐震 46 定量分析 達容許韌性容量耐震能力初步評估 定量分析 以一樓柱與斜撐為對象，考量各構材在地震作用下力與韌性之分 配與貢獻，綜整計算整體結構物之降伏地表加速度Ay與結構系統 地震力折減係數Fu*，並依據耐震設計規範，評估該建築物對應475 年回歸期地震之地表加速度Ac1 。 權重w A 4 ( 1 c1 ) 3 IA475 1.0 47 0 達韌性容量耐震能力初步評估 項次 項目 配分 評估內容 1 靜不定程度 4 □單跨(1.0) □雙跨(0.67) □三跨(0.33) □四跨以上(0) 2 地下室面積比，ra 2 0 ( 1.5 ra ) / 1.5 1.0 ； ra :地下室面積與建築面積之比 ra =0 3 □不良(1.0) □尚可(0.5) □良(0) 3 □不良(1.0) □尚可(0.5) □良(0) 5 結 平面對稱性 構 立面對稱性 系 統 斜撐型式 3 □同心斜撐(1.0) □偏心斜撐(0.5) □BRB(0) □無(0) 6 梁之跨深比b 3 當 b 3，w 1.0 ；當 3 b 8，w ( 8 b ) / 5 ；當 b 8，w 0 b=10.5 7 柱之高深比c 3 當 c 2，w 1.0 ；當 2 c 6；w ( 6 c ) / 4 ；當 c 6，w 0 c=5.14 結 塑鉸區梁之細部 構 未支撐長度 9 細 10 部 受壓肢之寬厚比限制 4 □未處理(1.0) □加蓋鈑或其他(0.4) □梁經切削(0) 3 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 3 □半結實斷面(1.0) □結實斷面(0.5) □耐震與塑性設計斷面(0) 柱之損害程度 結 12 構 梁之損害程度 13 現 斜撐損害程度 況 鋼材鏽蝕程度 14 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 3 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 3 4 8 11 475年耐震 475年耐震能力初步評估 15 (達容許韌性 定 (達容許韌性容量) 量 分 2500年耐震能力初步評估 16 析 (達韌性容量) 2500年耐震初 (達韌性容量 分數總計 定量分析 當 30 權重 評分 Ac1 A A A 4 0.25， w 1 ；當0.25 c1 1，w 1 c1 ；當 c1 1， w 0 (詳參、定量評估表) IA475 IA475 3 IA475 IA475 Ac1 min[ Ac1, x , Ac1, y ] 當 30 Ac 2 A A A 4 0.25， w 1 ；當0.25 c 2 1，w 1 c 2 ；當 c 2 1， w 0 (詳參、定量評估表) IA2500 IA2500 3 IA2500 IA2500 Ac 2 min[ Ac 2, x , Ac 2, y ] 評分總計(P)： 100 48 達韌性容量耐震能力初步評估 定量分析 以一樓柱與斜撐為對象，考量各構材在地震作用下力與韌性之分 配與貢獻，綜整計算整體結構物之降伏地表加速度Ay與結構系統 地震力折減係數Fu*，並依據耐震設計規範，評估該建築物對應 2500年回歸期地震之地表加速度Ac2 。 權重w A 4 ( 1 c1 ) 3 IA475 1.0 49 0 柱極限剪力強度-撓曲控制 耐震能力評估 LRFD 柱彎矩強度 柱受壓軸力 各單柱軸力 Pn Ag Fcr WD 12 WL Pu Acol ,i Acol ,i Fcr 為挫屈應力(tf/cm2) Pu 8 Mu Pu / c Pn 0.2 P 9 ( M ) 1.0 c n b P M n Pu / c Pn 0.2 2uP ( Mu ) 1.0 c n b n Pu c Pn MCT Pu c Pn 8 Mu 1.0 9 b M n 塑鉸 h Pu MCB 0.2 c 2 Pn Mu b M n Mu c M n 50 1.0 柱極限剪力強度-撓曲控制 耐震能力評估 鋼結構建築物構材韌性較佳，當地震作用時，其反曲點不一定發 生在柱中間，利用12層樓建築物進行分析，變化其樓層數，求得 當建築物總樓層數不同時，其一樓層反曲點的變化關係。 反曲點高度比 α 1.319 11 10 9 8 1.310 1.298 1.282 1.264 7 6 5 4 3 2 1 1.240 1.209 1.171 1.126 1.067 0.972 0.781 14 12 α 建築物總樓層數 建築物總樓層數 12 10 8 6 4 2 0 0.5 51 0.7 0.9 1.1 反曲點高度比 1.3 1.5 柱極限剪力強度-撓曲控制 耐震能力評估 透過建築物總樓層數與一樓層反曲點的變化關係，可研擬出建築 物一樓柱頂彎矩MCT與柱底彎矩MCB關係的計算公式。 當建築物總樓層數為1樓~3樓時 M CT 0.1 (3 Floor ) M CB 當建築物總樓層數為4樓~10樓時 M CT 3 (3 Floor ) M CB 70 撓曲控制 剪力強度 當建築物總樓層數為10樓以上時 M CT 0.3 M CB Floor為建築物總樓層數 52 Vm M CT M CB h 柱極限剪力強度-剪力控制 耐震能力評估 剪力控制剪力強度 地震力 Aw Vsu i 0.6 Fy Aw 53 柱極限剪力強度判定 耐震能力評估 兩者中最小之剪力強度，即為柱之極限剪力強度。 Vcol i min(Vm,coli ,Vsui ) Vsui 0.5 Vm ,coli 修正係數 0.5 Vsui 1.0 Vm ,coli V 0.5 0.5 sui V m,coli 0.75 54 Vsui 1.0 Vm ,coli 1.0 斜撐極限剪力強度 耐震能力評估 斜撐受壓軸力 1 W W Pu D 2 L Acol ,i bc Acol ,i g cr P AF Hb 受壓斜撐極限剪力強度 Vbc Fcr 為挫屈應力(tf/cm2) Pbc Wb Wb 2 H b2 Wb 斜撐受拉軸力 WD 12 WL Pu Acol ,i 受拉斜撐極限剪力強度 Pbt Wb Pbt Ag Fy Vbt BRB設計軸力 WD 12 WL BRB極限剪力強度 Pu Acol ,i Acol ,i brb P 55 Acol ,i Vbrb Wb 2 H b2 Pbrb Wb Wb 2 Hb2 構件破壞順序 380 cm 耐震能力評估 480 cm 520 cm 本研究研擬柱構件為一構架型式，斜撐長度為582.5 cm，BRB則 以國震中心BOD軟體計算出置於此構架可承受100 tf 軸力之材料參 數。 56 構件破壞順序 耐震能力評估 柱 梁 斜撐 BRB 尺寸 □400×400×22 (mm) H500×350×12×16 (mm) H294×200×8×12 (mm) 等值面積 36.06(cm2) 降伏 強度 3300 (kgf/cm2) 2400 (kgf/cm2) 2400 (kgf/cm2) 3520 (kgf/cm2) 斷面 57 構件破壞順序 耐震能力評估 參考FEMA-356塑鉸定義進行側推分析，縱座標為各構件除自身最 大水平剪強度將其正規化，橫座標以水平位移除以柱淨高度330 cm為轉角量。 1.2 受壓斜撐降伏點 剪力強度無因次化 1 受拉斜撐降伏點 0.8 構架降伏點 0.6 0.4 構架 受壓斜撐 受拉斜撐、BRB 0.2 0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 轉角 58 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 構件破壞順序 耐震能力評估 各構件之強度與韌性充分發揮情形。 受壓斜撐充分發揮強度與韌性(j=1) 受拉斜撐充分發揮強度與韌性(j=2) 各構件強度發揮比 各構件強度發揮比 剪力強度無因次化 85% 0.8 78% 受壓斜撐降伏點 受拉斜撐降伏點 1 構架降伏點 0.6 構架 0.4 受壓斜撐 33% 0.2 100% 0.8 81% 構架降伏點 0.6 構架 0.4 受壓斜撐 0.2 受拉斜撐、BRB 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.005 0.01 0.015 0.02 各構件韌性發揮比 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 構架降伏點 0.6 構架 0.4 受壓斜撐 彈性階段 0.2 0 0.02 0.025 轉角 0.02 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 0.8 構架降伏點 受壓斜撐降伏點 受拉斜撐降伏點 1 39% 0.6 構架 0.4 受壓斜撐 0.8 100% 構架降伏點 0.6 構架 0.4 受壓斜撐 0.2 受拉斜撐、BRB 0 0.015 0.015 各構件韌性發揮比 100% 0.2 受拉斜撐、BRB 0.01 0.01 轉角 剪力強度無因次化 剪力強度無因次化 100% 0.005 0.005 1.2 受壓斜撐降伏點 受拉斜撐降伏點 1 0.8 0 受拉斜撐、BRB 0 0.05 1.2 20% 受壓斜撐 各構件韌性發揮比 受壓斜撐降伏點 受拉斜撐降伏點 1 構架 0.4 轉角 轉角 1.2 100% 構架降伏點 0.6 0 0 0.05 0.8 0.2 受拉斜撐、BRB 0 0 受壓斜撐降伏點 受拉斜撐降伏點 1 剪力強度無因次化 受壓斜撐降伏點 受拉斜撐降伏點 1 剪力強度無因次化 各構件強度發揮比 1.2 1.2 1.2 剪力強度無因次化 構架充分發揮強度與韌性(j=3) 受拉斜撐、BRB 0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 轉角 59 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 轉角 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 構件破壞順序 耐震能力評估 根據各構件充分發揮其強度與韌性時，擬定構材強度與韌性之折減係數。 受壓斜撐 受拉斜撐 構架 j=1 j=2 j=3 Cvbcj 0.85 0 0 CRbcj 1.0 0 0 Cvbtj 0.75 1.0 0 CRbtj 0.20 1.0 0 Cvcj 0.30 0.95 1.0 CRcj 1/4.8 0.70 1.0 j Vbci Vbti Vcoli 60 構件破壞順序 耐震能力評估 既有鋼結構建築物興建年代較晚，故採用統一的R值。 改良式接頭 傳統接頭 Rcoli Rbt Rbc 4.8 4.0 1.5 3.2 4.0 1.5 N ci 柱數量 N bci 受壓斜撐數量 一樓層極限剪力強度 Vuj Cvcj Vcoli Nci Cvbcj Vbci Nbci Cvbtj (Vbti Nbti Vbrbi Nbrbi ) pi N bti 受拉斜撐數量 N brbi 挫屈束制斜撐數量 C vbcj 受壓斜撐強度折減係數 C vbtj 受拉斜撐強度折減係數 整體結構韌性容量 Rj * C vcj 柱強度折減係數 C Rbcj 受壓斜撐韌性折減係數 C Rcj Rcol (Cvcj Vcoli N ci ) C Rbcj Rbc (Cvbcj Vbci N bci ) C Rbtj Rbt [C vbtj ( Vbti N bti Vbrbi N brbi )] Cvcj Vcoli N ci Cvbcj Vbci N bci Cvbtj ( Vbti N bti Vbrbi N brbi ) 61 C Rbtj 受拉斜撐韌性折減係數 C Rcj 柱韌性折減係數 pi 平面對稱性折減係數 構件破壞順序 耐震能力評估 平面對稱性折減係數 對於定性評估部分中，平面對稱性選擇「尚可」者，在定量評估 中將對計得一樓層極限剪力強度乘以0.95以考量偏心扭力之影響； 若選擇「不良」者，將在定量評估中對計得一樓層極限剪力強度 乘以0.85進行修正。 修正係數 不良 尚可 良 0.85 0.95 1.0 62 475年地震回歸期耐震能力評估 耐震能力評估 建築物降伏地表加速度Ayj 容許韌性容量 結構系統地震力折減係數 建築物耐震能力 63 2500年地震回歸期耐震能力評估 耐震能力評估 建築物降伏地表加速度Ayj 建築物耐震能力 結構系統地震力折減係數 64 鋼骨鋼筋混凝土結構建築物基本資料表 建物名稱 建物編號 建物地址 評估者 評估日期 設計年度 建物高度 hn (m) 用途係數I 地盤種類 地上樓層數 地下樓層數 年 月 日 e-mail 建築物依樓層分類： □五樓以下 □六樓以上 建築物依結構形式分類：□鋼結構建築物 □SRC建築物 □CFT建築物□具弱層建物 □其它: 建築物依使用用途分類：□辦公室 □公寓 □集合住宅 □商場 □住商混合 □其它: 本評估參考資料：□設計圖說 □計算書 □現場調查或推估 65 鋼骨鋼筋混凝土建築物初步評估表 定 性 1 4 項 定 量 2 項 項次 1 項目 靜不定程度 權重 評分 2 地下室面積比，ra 結 構 平面對稱性 系 立面對稱性 統 斜撐型式 梁之跨深比b 柱之高深比c 結 塑鉸區梁之細部 構 柱圍束箍筋配設 細 短柱、短梁嚴重性 部 柱之損害程度 結 構 梁之損害程度 現 牆與斜撐損害程度 況 鏽蝕滲水等程度 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 配分 評估內容 □單跨(1.0) □雙跨(0.67) □三跨(0.33) □四跨以上(0) 5 2 0 ( 1.5 ra ) / 1.5 1.0 ； ra :地下室面積與建築面積之比 3 3 3 3 3 3 3 □不良(1.0) □尚可(0.5) □良(0) □不良(1.0) □尚可(0.5) □良(0) □同心斜撐(1.0) □偏心斜撐(0.5) □BRB(0) □無(0) 3 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 3 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 當b 3，w 1.0 ；當 3 b 8，w (8 b) / 5 ；當 b 8，w 0 當c 2，w 1.0 ；當 2 c 6，w (6 c) / 4 ；當 c 6，w 0 □未處理(1.0) □加蓋鈑或其他(0.4) □梁經切削(0) □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 當 15 定 475年耐震能力初步評估 量 分 16 析 2500年耐震能力初步評估 30 與鋼結構表格不同項目 Ac1 A A A 4 0.25， w 1 ；當0.25 c1 1，w 1 c1 ；當 c1 1， w 0 (詳參、定量評估表) IA475 IA475 3 IA475 IA475 Ac1 min[ Ac1, x , Ac1, y ] 當 30 Ac 2 A A A 4 0.25， w 1 ；當0.25 c 2 1，w 1 c 2 ；當 c 2 1， w 0 (詳參、定量評估表) IA2500 IA2500 3 IA2500 IA2500 Ac 2 min[ Ac 2, x , Ac 2, y ] 分數總計 評分總計(P)： 100 66 柱圍束箍筋配設 項次 1 項目 靜不定程度 2 地下室面積比，ra 結 構 平面對稱性 系 立面對稱性 統 斜撐型式 梁之跨深比b 柱之高深比c 結 塑鉸區梁之細部 構 柱圍束箍筋配設 細 短柱、短梁嚴重性 部 柱之損害程度 結 構 梁之損害程度 現 牆與斜撐損害程度 況 鏽蝕滲水等程度 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 塑鉸區梁之 柱圍束箍筋配 短柱、短梁 配分 評估內容 5 □單跨(1.0) □雙跨(0.67) □三跨(0.33) □四跨以上(0) 2 權重 評分 0 ( 1.5 ra ) / 1.5 1.0 ； ra :地下室面積與建築面積之比 3 3 3 3 3 3 3 □不良(1.0) □尚可(0.5) □良(0) □不良(1.0) □尚可(0.5) □良(0) □同心斜撐(1.0) □偏心斜撐(0.5) □BRB(0) □無(0) 3 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 3 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 當b 3，w 1.0 ；當 3 b 8，w (8 b) / 5 ；當 b 8，w 0 當c 2，w 1.0 ；當 2 c 6，w (6 c) / 4 ；當 c 6，w 0 □未處理(1.0) □加蓋鈑或其他(0.4) □梁經切削(0) □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 當 15 定 475年耐震能力初步評估 量 分 16 析 2500年耐震能力初步評估 與鋼結構表格不同項目 結 構 細 部 30 Ac1 A A A 4 0.25， w 1 ；當0.25 c1 1，w 1 c1 ；當 c1 1， w 0 (詳參、定量評估表) IA475 IA475 3 IA475 IA475 Ac1 min[ Ac1, x , Ac1, y ] 當 30 Ac 2 A A A 4 0.25， w 1 ；當0.25 c 2 1，w 1 c 2 ；當 c 2 1， w 0 (詳參、定量評估表) IA2500 IA2500 3 IA2500 IA2500 Ac 2 min[ Ac 2, x , Ac 2, y ] 分數總計 評分總計(P)： 100 67 柱圍束箍筋配設 與鋼結構表格不同項目 結 構 細 部 SRC構造剪力大多為鋼骨所承擔。相對於RC構造而言，箍筋在剪 力補強之比重較為緩和。箍筋在SRC構造中，除了提供部分剪力 強度之外，主要功能尚有圍束混凝土，防止鋼骨局部挫屈及鋼筋 挫屈等。 (1). 箍筋直徑須為D10以上 (2). 柱箍筋間距不得小於75 mm (3). 柱之箍筋使用 D10 時，其間距不得大於150 mm (4). 含 I 型或十字型鋼骨之包覆型SRC柱，其最小箍筋比大於0.1% 68 短柱、短梁嚴重性 項次 1 項目 靜不定程度 2 地下室面積比，ra 結 構 平面對稱性 系 立面對稱性 統 斜撐型式 梁之跨深比b 柱之高深比c 結 塑鉸區梁之細部 構 柱圍束箍筋配設 細 短柱、短梁嚴重性 部 柱之損害程度 結 構 梁之損害程度 現 牆與斜撐損害程度 況 鏽蝕滲水等程度 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 度 短柱、短梁嚴 柱之損害程 配分 評估內容 5 □單跨(1.0) □雙跨(0.67) □三跨(0.33) □四跨以上(0) 2 權重 評分 0 ( 1.5 ra ) / 1.5 1.0 ； ra :地下室面積與建築面積之比 3 3 3 3 3 3 3 □不良(1.0) □尚可(0.5) □良(0) □不良(1.0) □尚可(0.5) □良(0) □同心斜撐(1.0) □偏心斜撐(0.5) □BRB(0) □無(0) 3 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 2 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 3 □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 當b 3，w 1.0 ；當 3 b 8，w (8 b) / 5 ；當 b 8，w 0 當c 2，w 1.0 ；當 2 c 6，w (6 c) / 4 ；當 c 6，w 0 □未處理(1.0) □加蓋鈑或其他(0.4) □梁經切削(0) □高(1.0) □中(0.67) □低(0.33) □無(0) 當 15 定 475年耐震能力初步評估 量 分 16 析 2500年耐震能力初步評估 與鋼結構表格不同項目 結 構 細 部 30 Ac1 A A A 4 0.25， w 1 ；當0.25 c1 1，w 1 c1 ；當 c1 1， w 0 (詳參、定量評估表) IA475 IA475 3 IA475 IA475 Ac1 min[ Ac1, x , Ac1, y ] 當 30 Ac 2 A A A 4 0.25， w 1 ；當0.25 c 2 1，w 1 c 2 ；當 c 2 1， w 0 (詳參、定量評估表) IA2500 IA2500 3 IA2500 IA2500 Ac 2 min[ Ac 2, x , Ac 2, y ] 分數總計 評分總計(P)： 100 69 短柱、短梁嚴重性 與鋼結構表格不同項目 結 構 細 部 窗台若緊貼柱邊，造成柱之剪力跨徑降低，其破壞模式也可能由 彎矩破壞轉變為韌性較差的剪力破壞，即所謂短柱效應。短梁在 較大地震時會引致較高的剪力，易發生較不具韌性的剪力破壞， 降低了建築物的耐震能力。 70 柱極限剪力強度-撓曲控制 強度疊加法 耐震能力評估 鋼骨部分彎矩強度 W 1W Pu 各單柱以相對剛度分配軸力 鋼骨部分 WD 12 WL Pus ( Es As )col ,i ( Es As 0.55Ec Ac )col ,i ARC A ,i Pu 8 Mcol A col ,i ( u ) 1.0 Pu / c Pn 0.2 D L 2 c Pn Pu / c Pn 0.2 9 b M n Pu M ( u ) 1.0 c 2 Pn b M n RC部分彎矩強度 WD 12 WL RC部分 Purc (0.55Ec Ac )col ,i ( Es As 0.55Ec Ac )col ,i ARC εc 0.003 d x Hc Bc P Purc MCB 71 M 柱極限剪力強度-撓曲控制 耐震能力評估 鋼骨部分彎矩強度 W 1W Pu A ,i Pu 8 Mcol A col ,i ( u ) 1.0 Pu / c Pn 0.2 D L 2 c Pn Pu / c Pn 0.2 9 b M n Pu M ( u ) 1.0 c 2 Pn b M n 撓曲控制 剪力強度 MCT 塑鉸 h Vm MCB RC部分彎矩強度 εc 0.003 d x Hc Bc P Purc MCB M 72 M CT M CB h 柱極限剪力強度-剪力控制 耐震能力評估 鋼骨部分剪力強度 Vsu is 0.6 Fys Aw 地震力 剪力控制剪力強度 V sui V suis V suirc RC部分剪力強度 V suirc 0.53 f c' Bc d Av f yv d s 73 柱極限剪力強度判定 耐震能力評估 兩者中最小之剪力強度，即為柱之極限剪力強度。 Vcol i min(Vm,coli ,Vsui ) Vsui 0.5 Vm ,coli 修正係數 0.5 Vsui 1.0 Vm ,coli Vsui 0.3 0.6 V m,coli 0.60 74 Vsui 1.0 Vm ,coli 0.9 RC牆、斜撐極限剪力強度 耐震能力評估 RC牆極限剪力強度 Vswi ( 0.53 f c' t f y )TbWb 斜撐受壓軸力 1 W W Pu D 2 L Acol ,i bc Acol ,i g cr P AF Fcr 受壓斜撐極限剪力強度 Vbc 為挫屈應力(tf/cm2) 斜撐受拉軸力 WD 12 WL Pu Acol ,i Pbc Wb Wb 2 H b2 受拉斜撐極限剪力強度 Pbt Wb Pbt Ag Fy Vbt BRB設計軸力 WD 12 WL BRB極限剪力強度 Pu Acol ,i Acol ,i brb P 75 Acol ,i Vbrb Wb 2 H b2 Pbrb Wb Wb 2 Hb2 構件破壞順序 耐震能力評估 本研究研擬柱構件為一構架型式，斜撐長度為390 cm，BRB則以 國震中心BOD軟體計算出置於此構架可承受100 tf 軸力之材料參數。 76 構件破壞順序 耐震能力評估 柱 (80×80) 梁(80×45) 斜撐 BRB 尺寸 H450×200×9×22 H450×150×9×16 (mm) H500×350×12×16 (mm) H294×200×8×12 (mm) 等值面積 36.06(cm2) 降伏 強度 鋼骨3300 (kgf/cm2) 鋼骨3300 (kgf/cm2) 主筋4200 (kgf/cm2) 主筋4200 (kgf/cm2) 箍筋2800 (kgf/cm2) 箍筋2800 (kgf/cm2) 2400 (kgf/cm2) 3520 (kgf/cm2) 斷面 主筋 抗壓強度 16-D22 6-D22 280 (kgf/cm2) 280 (kgf/cm2) 77 構件破壞順序 耐震能力評估 參考FEMA-356塑鉸定義與SERCB進行側推分析，縱座標為各構 件除自身最大水平剪強度將其正規化，橫座標以水平位移除以柱 淨高度390 cm為轉角量。 1.2 RC牆降伏點 剪力強度無因次畫 1 構架降伏點 0.8 斜撐降伏點 0.6 構架 0.4 RC牆 0.2 斜撐、BRB 0 0 0.005 0.01 0.015 轉角 78 0.02 0.025 0.03 構件破壞順序 耐震能力評估 各構件之強度與韌性充分發揮情形。 RC牆充分發揮強度與韌性(j=1) 斜撐、BRB充分發揮強度與韌性(j=2) 構架充分發揮強度與韌性(j=3) 各構件強度發揮比 各構件強度發揮比 各構件強度發揮比 1.2 1 剪力強度無因次畫 85% 0.8 斜撐降伏點 81% 0.6 57% 構架 RC牆 斜撐、BRB 0.4 0.2 1 95% 0.8 斜撐降伏點 0.6 構架 RC牆 斜撐、BRB 0.4 0.2 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0 25% 0.6 彈性階段 構架 RC牆 斜撐、BRB 0.4 0.2 RC牆降伏點 1 69% 0.8 斜撐降伏點 0.6 構架 RC牆 斜撐、BRB 0.4 0.015 轉角 0.02 0.025 0.03 0.025 0.03 100% 構架降伏點 0.8 斜撐降伏點 0.6 構架 RC牆 斜撐、BRB 0.4 0.2 0 0 0.01 0.02 各構件韌性發揮比 100% 構架降伏點 0.2 0 0.015 轉角 剪力強度無因次畫 剪力強度無因次畫 0.8 0.005 0.01 1.2 RC牆降伏點 1 100% 0 0.005 各構件韌性發揮比 構架降伏點 斜撐降伏點 構架 RC牆 斜撐、BRB 0.4 0.03 1.2 RC牆降伏點 斜撐降伏點 0.6 轉角 各構件韌性發揮比 1 0.8 0 0 轉角 1.2 100% 構架降伏點 0.2 0 0 剪力強度無因次畫 RC牆降伏點 100% 構架降伏點 剪力強度無因次畫 RC牆降伏點 構架降伏點 1 剪力強度無因次畫 1.2 1.2 RC牆降伏點 0 0.005 0.01 0.015 轉角 79 0.02 0.025 0.03 0 0.005 0.01 0.015 轉角 0.02 0.025 0.03 構件破壞順序 耐震能力評估 根據各構件充分發揮其強度與韌性時，擬定構材強度與韌性之折減係數。 RC牆 受拉斜撐 構架 j=1 j=2 j=3 Cvswj 0.85 0 0 CRswj 1.0 0 0 Cvbtj 0.80 1.0 0 CRbtj 0.25 1.0 0 Cvcj 0.55 0.95 1.0 CRcj 1/4.8 0.70 1.0 j Vswi Vbti Vcoli 80 構件破壞順序 耐震能力評估 既有鋼骨鋼筋混凝土建築物興建年代較晚，故採用統一的R值。 Rcoli Rsw Rbt 4.8 2.0 4.0 N ci 柱數量 N swi RC牆數量 一樓層極限剪力強度 Vuj Cvcj Vcoli N ci Cvsj Vswi N swi Cvbtj Vbci N bci Vbti N bti Vbrbi N brbi pi fa N bti 受拉斜撐數量 N brbi 挫屈束制斜撐數量 C vswj RC牆強度折減係數 C vbtj 受拉斜撐強度折減係數 整體結構韌性容量 Rj * CRcj Rcol (Cvcj V N ) C R (C V N ) C R [C (V N V N V N )] C V N C V N C V N V N V N coli ci Rswj vcj coli ci sw vswj vswj bswi swi swi swi vbtj Rbtj bci bt vbtj bci bci bci bti bti bti bti brbi brbi brbi brbi C vcj 柱強度折減係數 C Rswj RC牆韌性折減係數 C Rbtj 受拉斜撐韌性折減係數 C Rcj 柱韌性折減係數 pi fa 81 平面對稱性折減係數 立面對稱性折減係數 構件破壞順序 耐震能力評估 平面對稱性折減係數 對於定性評估部分中，平面對稱性選擇「尚可」者，在定量評估 中將對計得一樓層極限剪力強度乘以0.95以考量偏心扭力之影響； 若選擇「不良」者，將在定量評估中對計得一樓層極限剪力強度 乘以0.85進行修正。 修正係數 不良 尚可 良 0.85 0.95 1.0 82 構件破壞順序 耐震能力評估 立面對稱性折減係數 對於定性評估部分中，立面對稱性選擇「尚可」者，在定量評估 中將對計得一樓層極限剪力強度乘以0.95；若選擇「不良」者，將 在定量評估中對計得一樓層極限剪力強度乘以0.85進行修正。 修正係數則按樓層數修正。 七樓以上 七樓~二樓 一樓 不良 尚可 良 0.85 0.95 1.0 0.85~1.0內差 0.95~1.0內差 1.0 1.0 83 1.0 1.0 案例分析 84 案例一 基本資料 基本概述 地上12層樓 平面配置 矩形 X向尺度 29.5 m Y向尺度 23 m 韌性容量R 4.8 週期經驗公式 0.085hn0.75 使用用途 I=1.25 地盤種類 臺北盆地 建築物總高 38.3 m 樓層總面積 8142 m2 85 鋼材降伏強度 Fy=3.5 tf/cm2 單位：mm 梁尺寸 H600x300x13x24 7F~RF柱尺寸 □600x600x24 3F~6F柱尺寸 □600x600x28 1F~2F柱尺寸 □600x600x32 案例一 立面圖 基本資料 二樓平面圖 樓層 樓板面積 (m2) 單位靜載重 (tf/m2) 單位活載重 (tf/m2) RF 678.5 1.27 0.2 3F~12F 678.5 0.91 0.2 2F 678.5 1.0 0.2 86 案例一 耐震能力初步評估 87 案例一 耐震能力初步評估 88 案例一 耐震能力初步評估 89 案例一 初評與詳評結果比較 本案例耐震能力初步評估結果Ac與耐震能力詳細評估結果PLB* 相比，兩者耐震能力結果相當接近。 初評耐震能力 Ac1 詳評耐震能力 PLB* 耐震標準 A475 0.190 g 0.2124 g 0.24 g 初評耐震能力 Ac2 詳評耐震能力 PLC* 耐震標準 A2500 0.271 g 0.2800 g 0.32 g 初評耐震能力檢核 詳評耐震能力檢核 AC1<IA475 (NG) PLB*<A475 (NG) AC2<IA2500 (NG) 90 PLC*<A2500 (NG) 案例二 基本資料 鋼材降伏強度 基本概述 地上8層樓 平面配置 不規則形 X向尺度 88.8 m Y向尺度 4.7 m 韌性容量R 4.8 週期經驗公式 0.085hn0.75 使用用途 I=1.25 地盤種類 臺北盆地 建築物總高 36.45 m 樓層總面積 29126.2 m2 91 Fy=3.5 tf/cm2 單位：mm 梁尺寸 H800x300x18x34 H800x350x19x40 H800x300x18x34 H600x350x19x40 H600x304x18x34 H580x300x12x20 H490x300x11x18 H400x250x11x18 H250x250x39x14 7F~RF柱尺寸 □600x600x25 □500x600x25 □400x600x25 3F~6F柱尺寸 □600x700x40 □600x700x28 □400x600x32 1F~2F柱尺寸 □600x800x45 □500x700x40 □400x600x40 □600x700x40 案例二 基本資料 樓層 樓板面積 (m2) 單位靜載重 (tf/m2) 單位活載重 (tf/m2) RF 3135.24 1.025 0.3 8F 3688.2 0.8 0.3 7F 3702.6 0.8 0.3 6F 3702.6 0.8 0.3 5F 3702.6 0.825 0.3 4F 3702.6 0.845 0.3 3F 3702.6 0.845 0.3 2F 3789.72 0.885 0.3 92 案例二 基本資料 380 720 1080 70 1010 1080 1080 1080 1080 1080 1C3 1C3 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 560 1C3 760 900 900 1C4 535 7@495 495 立面圖 93 1C4 1C2 1C4 1C4 1C4 二樓平面圖 1C4 1C4 360 360 1C3 1C3 720 1C3 案例二 耐震能力初步評估 94 案例二 耐震能力初步評估 95 案例二 耐震能力初步評估 96 案例二 初評與詳評結果比較 本案例耐震能力初步評估結果Ac與耐震能力詳細評估結果PLB* 相比，顯示初評結果相當接近。 初評耐震能力 Ac1 詳評耐震能力 PLB* 耐震標準 A475 0.223 g 0.2783 g 0.24 g 初評耐震能力 Ac2 詳評耐震能力 PLC* 耐震標準 A2500 0.337 g 0.3525 g 0.32 g 初評耐震能力檢核 詳評耐震能力檢核 AC1<IA475 (NG) PLB*<A475 (OK) AC2<IA2500 (NG) 97 PLC*<A2500 (OK) 案例三 基本資料 基本概述 地上8層樓 鋼材降伏強度 fy=3.5 tf/cm2 平面配置 矩形 X向尺度 36.8 m 混凝土 抗壓強度 fc’=210 kgf/cm2 Y向尺度 24 m 韌性容量R 4.8 週期經驗公式 0.07hn0.75 使用用途 I=1.25 地盤種類 臺北盆地 建築物總高 29.4 m 樓層總面積 7065.6 m2 98 #6以上： fy=4200kgf/cm2 鋼筋降伏強度 #5以下： fy=2800kgf/cm2 案例三 基本資料 斷面尺寸 B(80X45) 1FC、2FC(80x80) 斷面尺寸 3FC、4FC(75X75) 5FC~8FC(70x70) 主筋 16-#7 16-#7 主筋 16-#7 16-#7 箍筋 #4@10 #4@10 箍筋 #4@10 #4@10 沿X軸：H450x200x9x22 鋼骨尺寸 沿X軸：H450x200x9x22 沿X軸：H450x200x9x22 沿Y軸：H450x150x6x12 (mm) 沿Y軸：H450x150x6x12 沿Y軸：H450x150x6x12 鋼骨尺寸 (mm) H550x150x9x12 99 案例三 基本資料 樓層 樓板面積 (m2) 單位靜載重 (tf/m2) 單位活載重 (tf/m2) RF 883.2 0.804 0.2 8F 883.2 0.804 0.2 7F 883.2 0.804 0.2 6F 883.2 0.804 0.2 5F 883.2 0.824 0.2 4F 883.2 0.824 0.2 3F 883.2 0.845 0.2 2F 883.2 0.874 0.2 100 案例三 基本資料 560 640 640 640 640 560 800 800 800 7@360 二樓平面圖 420 立面圖 101 案例三 耐震能力初步評估 102 案例三 耐震能力初步評估 103 案例三 耐震能力初步評估 104 案例三 初評與詳評結果比較 本案例耐震能力初步評估結果Ac與耐震能力詳細評估結果PLB* 相比，顯示兩者結果相當接近。 初評耐震能力 Ac1 詳評耐震能力 PLB* 耐震標準 A475 0.360 g 0.4103 g 0.24 g 初評耐震能力 Ac2 詳評耐震能力 PLC* 耐震標準 A2500 0.490 g 0.4956 g 0.32 g 初評耐震能力檢核 詳評耐震能力檢核 AC1>IA475 (OK) PLB*>A475 (OK) AC1>IA2500 (OK) 105 PLC*>A2500 (OK) 結論與建議 結論 建議 106 結論 本研究擬定鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土耐震能力初步評估表，係 針對影響耐震能力重要因素研擬而成，並將初步評估表分為定 性與定量兩大部分。 定量評估係透過計算建築物475年與2500年地震回歸期耐震能 力，依其耐震能力不足或其餘裕程度給予定量分數，藉此降低 不同使用者進行耐震初評而產生評估結果變異性。 107 結論 本研究透過三棟鋼結構與SRC建築物分別進行耐震能力初步評 估與詳細評估，三者初評與詳評結果顯示，結果相當接近，證 明本文所研擬之鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土耐震能力初步評估之 準確性。 108 建議 本研究所研擬之鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力初步 評估方法，定量評估計算較為繁瑣，未來可比照PSERCB建立 雲端評估平台，提供大量評估數據用於統計分析或後續防災策 略之擬訂。 未來可整合鋼筋混凝土、鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震 能力初步評估方法以納為相關法規之結構耐震安全評估方法。 109 Thank you for listening. 110 鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力 評估研究方法講習會 鋼結構耐震能力詳細評估方法研究 與實際案例分析 廖文義1 宋裕祺2 1國立臺北科技大學 系主任、教授 2國立臺北科技大學 教授 臺北場：106年08月29日 臺中場：106年08月31日 高雄場：106年09月15日 簡報大綱 研究動機與目的 文獻回顧 耐震能力詳細評估方法研究 案例分析 結論與建議 2 研究動機與目的 研究動機 研究目的 3 研究動機 九二一地震後，國內鋼結構與SRC建物數量日益增加，隨著我 國耐震設計規範不斷修訂，目前國內針對鋼結構之耐震能力 評估方法並無明確訂定，而此類既有建築物，可能於強震侵 襲下會造成嚴重之損壞或倒塌。 4 研究目的 參考國內外有關鋼結構建築耐震評估內容，訂定鋼結構構 件非線性塑鉸分析方式，並建立其建築物耐震能力詳細評 估之分析流程與耐震性能目標檢核。 撰寫非線性塑鉸設定輔助程式，使節省工程師於評估時之 繁瑣計算。 5 文獻回顧 鋼結構相關規範 建築物耐震詳細評估相關文獻 6 鋼結構相關規範 參考國內外有關鋼結構關於構件受壓、受拉與承受彎矩-軸力作用 時，相關計算規定。 7 建築物耐震能力詳細評估相關文獻 參考國內外有關建築物耐震能力詳細評估方法之相關內容， 以進行研究與建立適用鋼結構建築物耐震能力詳細評估方法 與檢核標準。 8 詳細評估方法研究 鋼結構非線性塑鉸設定 建築物耐震性能評估與檢核 9 目前結構分析軟體皆已內建根據FEMA-273、FEMA-356與 ATC-40等文獻所建議之鋼結構塑鉸設定，結構分析軟體之內建 塑鉸並未考量額外增加之靜載重，重新計算塑鉸特性。 10 本研究利用於SAP2000建立一構架，分別增加額外靜載重並將 其轉為質量與未額外增加重量兩種情形，利用程式內建塑鉸設 定功能，進行分析。 增加額外100 kg靜載重 未增加額外靜載重 11 由結果知，若構架額外增加靜載重於構架中，內建之塑鉸， 並未考量使用者額外增加的重量，計算塑鉸特性。 因此，透過撰寫鋼結構塑鉸分析輔助程式，考慮此情形， 批量計算與定義構件塑鉸特性，使更符合實際情況。 未增加額外靜載重 增加額外100 kg靜載重 12 本研究參考FEMA-356建議之非線性塑鉸特性，進行輔助程式 撰寫。 梁構件 Q QCE 塑性彎矩 QCE MCE ZFye 降伏轉角 y b a C 1.0 B ZFye Lb 6 EIb 柱構件 D A E c θ or 降伏轉角 y ZF ye Lc 1 P 6 EI c 13 n 塑性彎矩 QCE M CE 1.18 ZF ye 1 PP ZF ye Pn FEMA-356 梁構材非線性分析模型參數 模型參數 梁構件 塑性轉角 可接受標準 塑性轉角 殘餘強 度比 主要 次要 IO bf 2t f a b c 9 y 11y 0.6 4 y 6 y 0.2 LS CP LS CP 1y 6 y 8 y 9 y 11y 0.25 y 2 y 3 y 3 y 4 y 52 Fye and h 418 tw F ye bf 2t f 65 Fye or h 640 tw F ye 14 FEMA-356 柱構材當P/Pn<0.2非線性分析模型參數 模型參數 柱構件 塑性轉角 可接受標準 塑性轉角 殘餘強 度比 主要 次要 IO bf 2t f a b c 9 y 11y 0.6 4 y 6 y 0.2 LS CP LS CP 1y 6 y 8 y 9 y 11y 0.25 y 2 y 3 y 3 y 4 y 52 Fye and h 300 tw F ye bf 2t f 65 Fye or h 460 tw F ye 15 FEMA-356 柱構材當P/Pn≥0.2非線性分析模型參數 模型參數 柱構件 塑性轉角 可接受標準 塑性轉角 殘餘強 度比 主要 次要 IO bf 2t f a b c _*1 _*2 0.2 1y 1.5y 0.2 LS CP LS CP 0.25 y _*3 _*1 _*4 _*2 0.25 y 0.5y 0.8y 1.2y 1.2y 52 Fye and h 260 tw Fye bf 2t f 65 Fye or h 400 tw F ye *1：111 1.7 P / Pn y ，*2：17 1 1.7 P / Pn y ，*3：8 1 1.7 P / Pn y ，*4：14 1 1.7P / Pn y 16 斜撐非線性分析模型參數 模型參數 塑性轉角 斜撐 可接受標準 殘餘強 度比 塑性轉角 a b c IO LS CP 雙角鋼面內挫屈 0.5c 9c 0.2 0.25c 7c 8 c 雙角鋼面外挫屈 0.5c 8 c 0.2 0.25c 6c 7c W或I型 0.5c 8 c 0.2 0.25c 7c 8 c 雙槽型鋼面內挫屈 0.5c 9c 0.2 0.25c 7c 8 c 雙槽型鋼面外挫屈 0.5c 8 c 0.2 0.25c 6c 7c 鋼管混凝土 0.5c 7c 0.2 0.25c 6c 7c 受拉斜撐 11T 14T 0.8 0.25T 11T 13T BRB 13.3T 13.3T 1.0 3T 10T 13.3T 17 輔助程式開發 本研究為使鋼結構塑鉸定義更符合實際情況與更加準確，利用 Virtual C# 進行鋼結構非線性塑鉸分析輔助程式之開發，透過 輔助程式進行模型資料整理與塑鉸計算。 視窗操作 前處理 模型資料處理 塑鉸計算 18 輔助程式開發 前處理套件 前處理套件主要處理ETABS模型資訊與分析結果，將資料進行 分類及彙整，如材料性質、斷面資料、構件力量等建立，並將 資料儲存至資料庫，以及分析非線性塑鉸。 擷取模型資訊 分析梁、柱與斜撐之非線性塑鉸特性 資料剖析與彙整 19 輔助程式開發 輔助程式分析流程 建立結構模型 進行結構靜力分析 匯出結構分析結果 (MDB檔、E2K檔) 分析梁、柱與 斜撐塑鉸 讀取梁、柱與斜撐 資訊 讀取鋼斷面資料與 材料性質 建立包含各構 件塑鉸E2K檔 輔助程式 20 輔助程式驗證 為確保鋼結構非線性塑鉸分析輔助程式準確性，以一鋼構架型 式；在未額外施加載重情況下，進行SAP2000內建塑鉸與輔助 380 cm 程式分析之塑鉸比較。 斷面 (mm) 降伏強度 柱 □400Χ400Χ22 3.5 tf/cm2 梁 H500Χ350Χ12Χ16 3.5 tf/cm2 480 cm 520 cm 21 輔助程式驗證 兩者分析塑鉸結果顯示，各點彎矩與轉角值皆相當接近，由此 可確定鋼結構非線性塑鉸分析輔助程式之準確性。 單位：kgf-cm Point A B C D E Moment/SF Rotation/SF 0 0 16543247 0 18528436.64 0.02454905 3308649.4 0.02454905 3308649.4 0.03682434 SAP2000內建塑鉸 Point A B C D E Moment/SF Rotation/SF 0 0 16521736 0 18504344.32 0.0258 3304347.2 0.0258 3304347.2 0.0387 輔助程式塑鉸 22 耐震性能評估 建築物耐震能力通常係以整體建築結構在各耐震性能等級下所 能承受的地表加速度表示之。該地表加速度可由側推分析所得 之容量震譜，依據工址地震水平譜加速度係數等規定求得。 參考SERCB可透過下列兩者計算建築物有效地表加速度(EPA)。 結構系統地震力折減係數法(Fu-R-T)：適用無隔震與消能系統 建築物。 等值遲滯阻尼法：適用擁有隔震與消能系統之建築物。 23 耐震性能評估 結構系統地震力折減係數法 根據結構動力學原理，將屋頂層位移與基底剪力轉換為譜位移 與譜加速度座標系統，建立雙線性化容量震譜曲線，配合現行 耐震設計規範，即可計算任一性能狀態之譜加速度對應之EPA。 R i T 0.6T0D A Ri A 0.4T D 0 Fu (R) T 0.2T0D A A 1 0.2T D 0 A A 2Ri １ ( Ri -1) Ri V ； T T0D Ultimate point Yielding point ； 0.6T0D T T0D Ks ； 0.2T0D T 0.6T0D ； T 0.2T0D i y Ke y 24 i u δ 耐震性能評估 結構系統地震力折減係數法 一般工址 較短週期 T 0.2T0D EPA 短週期 0.2 T 0D T T0D T 0D T 2 .5 T 0D ay Fu R 3T 1 0.4T D 0 中週期 EPA 長週期 T 2 .5 T0D ay Fu R EPA SD1 0.4SDST ay Fu R 2.5 25 耐震性能評估 等值遲滯阻尼法 當性能點位於容量震譜與非彈性需求譜之交點上，同時滿足該 二者之特性時，容量震譜上之譜加速度api與譜位移dpi等於非彈 性需求譜上的譜加速度(Sa)inelastic與譜位移(Sd)inelastic。 Sa inelastic demand spectrum B1 or Bs Sa inelastic api ( Sa )elastic ( Sa )inelastic performance point a pi capacity spectrum Sd inelastic d pi Sd d pi 26 耐震性能評估 等值遲滯阻尼法 一般工址 較短週期 Teff 0.2T0D EPA BS ( eff ) B1 ( eff ) 短週期 0.2T0D B S ( eff ) B1 ( eff ) api BS eff 3Teff 1 0.4T D 0 EPA Teff T0D 中週期 BS ( eff ) B1 ( eff ) T0D api BS eff 2.5 27 B S ( eff ) B1 ( eff ) EPA T eff 2 .5T 0D 長週期 B S ( eff ) B1 ( eff ) api B1 eff 2.5SaD (Teff ) ( ) SDS 2.5T0D EPA B S ( eff ) B1 ( eff ) Teff api B1 eff 2.5SD1(Teff ) ( ) SDSTeff 耐震性能評估 耐震性能評估流程 Fu-R-T 側推分析 結構物容量曲線 轉換為結構物 容量震譜 由工址設計水平譜加速度SaD、 地震力折減係數Fu(R)、T0D、 SDS、 SD1求得EPA值 依照規範及對應工 址求得SDS、 SD1、 T0D與SaD 等值遲滯阻尼法 由工址設計水平譜加速度SaD、 阻尼比修正係數BS、 B1 、T0D、 SDS、 SD1求得EPA值 28 耐震性能檢核 依據現行建築物耐震設計規範與解說之規定，地震等級分為中 度地震、設計地震（475年回歸期地震）與最大考量地震 （2500年回歸期地震）三個等級。 性能狀態 安全性 使用性 中度地震 保持彈性 設計地震 最大考量地震 修復性 短期 長期 與地震前機能相同 臨時維修 無 產生可修復之塑性 短期搶修可恢復震 緊急修復或更換受 局部整修或結構補 變形 前機能 損構件 強 人員安全撤離並管 優先支撐垂直構材 局部重建或結構補 制人員進出 再進行緊急搶修 強 防止倒塌 29 耐震性能檢核 針對不同用途係數之建築物，採用不同符號以作區別。I=1.0之 建築物採用PLA、PLB、PLC；I=1.25之建築物採用PLA*、PLB*、 PLC*；I=1.5之建築物採用PLA**、PLB**、PLC**。 用途係數 地震等級 中度地震 設計地震 最大考量地震 I=1.0 I=1.25 I=1.5 PLA PLA* PLA** PLB PLB* PLB** PLC PLC* PLC** 30 PGA PLC PLB PLA 0.4SMS 0.4SDS 0.4S EPA PLA 0.4DSS DS ( PGA) PLA 4.2 4.2 EPA )PLB 0.4 (PGA 0.4SSDSDS PLB 0.4 SDS /4.2 B y EPA)PLC 0.4S MSMS ( PGA PL 0.4 S u y C 耐震性能檢核 y u B 1 2 (a) I=1.0 EPA PGA EPA PGA 耐震性能檢核應針對強度與韌性各別檢討，以確保結構於中度 0.4 S 4.2 * 0.4 S DS C EPAPL 0.4 S DS PLA PLC * PLB * PL ( PGA) 地震時滿足強度需求、設計地震與最大考量地震作用下結構物 S 0.4S EPA 0.44.2 PLA * PLB PLA EPA PLA 0.4DSS DS * B u y y A PLA 0.4SDS4.2 * PLA * B * PLC DS * y B y u B C 0.4S DS PLA PLB * A u y y C* B* u I=1.25 PGA 0.4 S DS ** 0.4S ( PGA0.4 ) PLS**MS 4.2 DS 4.2 0.4SA DS EPA PLA PLC ** 0.4SMS 0.4SDS PLA ** 0.4 SDS /4.2 B** y 12 u y C ** y PLA PLB ** 31 PLC ** A 6 u y y B** C ** (c) I=1.5 (b) I=1.25 PLC * PLB ** 註: 註： ( PGA ) PL=1.2 PGA ) PL**** EPA PLA C 1.2( EPA 5 PLA y I=1.0 PLA y u y I=1.5 0.4SMS 0.4SDS 5 6 u * (a) I=1.0 EPA PGA C* B* ( PGA) PL ** 0.4 S MS B MS 1 註:( PGA ) PL* * 1.1(EPA PGA 註： EPA )PLA PLA =1.1 A u y 2 PLA C 0.4 S DS ** 0.4S SMS4.2 DS ( PGA) PL0.4 A** 0.4 SDS 4.2 EPAPLB** 0.4S DS ( PGA) PL ** 0.4 S DS SDS /4.2 B 0.4 S EPA PLC**0.4 * MS5 EPA PLA PLC * PLB * (b) I=1.25 EPA PGA 0.4 S S /4.2 EPA)PLC 0.4 0.4 (PGA 0.4SSMS 0.4S MSMS LC 0.4 S 0.4 S 4.2DS * A 4.2 ( PGA) PL PLB 0.4 S DS ( PGA) PL DS * 4.2 0.4 S DS LB LB 0.4 S DS A* * EPA 0.4S 0.4DS S A 4.2 DS LA 0.4S 4.2 MS * 0.4 SDS EPA PLA 0.4 DS S 5 12 u y y (a) I=1.0 C* y 2 u B EPA PGA PLA u y B PGA y )1 註:( PGA 1.1( 註： EPA )PLA PLA =1.1 PL*A * EPA PLA 一般工址 PLC B* y C C PLB 0.4 SDS /4.2 * EPA)PLC 0.4S MSMS ( PGA PL 0.4 S EPA PGA PLA * EPA)PLC 0.4 0.4 /4.2 (PGA 0.4SSSDSMS MS PL * 具備適當的韌性。 0.4SDS 0.4SDS PLB 0.4 S DS ( PGA) PL DS * ( PGA) PLA 4.2 4.2 EPA )PLB 0.4 (PGA 0.4SSDSDS PLB 0.4SMS A MS u 1 3 2 3 案例分析 32 建築物耐震能力評估分析流程 建立結構模型 靜力分析 計算最小設計水平 地震總橫力 側推分析 建立構件非線性 塑鉸特性 C B E D C 33 A D B E 耐震能力評估 案例一 基本資料 基本概述 地上12層樓 平面配置 矩形 X向尺度 29.5 m Y向尺度 23 m 韌性容量R 4.8 週期經驗公式 0.085hn0.75 使用用途 I=1.25 地盤種類 臺北盆地 建築物總高 38.3 m 樓層總面積 8142 m2 34 鋼材降伏強度 Fy=3.5 tf/cm2 單位：mm 梁尺寸 H600x300x13x24 7F~RF柱尺寸 □600x600x24 3F~6F柱尺寸 □600x600x28 1F~2F柱尺寸 □600x600x32 案例一 立面圖 基本資料 二樓平面圖 樓層 樓板面積 (m2) 單位靜載重 (tf/m2) 單位活載重 (tf/m2) RF 678.5 1.27 0.2 3F~12F 678.5 0.91 0.2 2F 678.5 1.0 0.2 35 案例一 耐震能力詳細評估 容量曲線 容量震譜 36 案例一 耐震能力詳細評估 Y=1500 cm Y=700 cm Y=700 cm Y=1500 cm 37 案例一 耐震能力詳細評估 採用Fu-R-T 計算EPA 性能檢核圖 Performance Target 0.35 2500年地震回歸期 0.3 PLC* 475年地震回歸期 EPA(g) 0.25 0.2 性能目標 性能需求 EPA (g) EPA (g) 檢核 PLA* 0.1316 g 0.069 g OK PLB* 0.2124 g 0.24 g NG PLC* 0.2800 g 0.32 g NG 性能狀態 PLB* 0.15 PLA* 0.1 30年地震回歸期 0.05 0 0 10 20 30 40 50 60 70 譜位移(cm) 38 案例一 初評與詳評結果比較 本案例耐震能力初步評估結果Ac與耐震能力詳細評估結果PLB* 相比，兩者耐震能力結果相當接近。 初評耐震能力 Ac1 詳評耐震能力 PLB* 耐震標準 A475 0.190 g 0.2124 g 0.24 g 初評耐震能力 Ac2 詳評耐震能力 PLC* 耐震標準 A2500 0.271 g 0.2800 g 0.32 g 初評耐震能力檢核 詳評耐震能力檢核 AC1<IA475 (NG) PLB*<A475 (NG) AC2<IA2500 (NG) 39 PLC*<A2500 (NG) 案例二 基本資料 鋼材降伏強度 基本概述 地上8層樓 平面配置 不規則形 X向尺度 88.8 m Y向尺度 4.7 m 韌性容量R 4.8 週期經驗公式 0.085hn0.75 使用用途 I=1.25 地盤種類 臺北盆地 建築物總高 36.45 m 樓層總面積 29126.2 m2 40 Fy=3.5 tf/cm2 單位：mm 梁尺寸 H800x300x18x34 H800x350x19x40 H800x300x18x34 H600x350x19x40 H600x304x18x34 H580x300x12x20 H490x300x11x18 H400x250x11x18 H250x250x39x14 7F~RF柱尺寸 □600x600x25 □500x600x25 □400x600x25 3F~6F柱尺寸 □600x700x40 □600x700x28 □400x600x32 1F~2F柱尺寸 □600x800x45 □500x700x40 □400x600x40 □600x700x40 案例二 基本資料 樓層 樓板面積 (m2) 單位靜載重 (tf/m2) 單位活載重 (tf/m2) RF 3135.24 1.025 0.3 8F 3688.2 0.8 0.3 7F 3702.6 0.8 0.3 6F 3702.6 0.8 0.3 5F 3702.6 0.825 0.3 4F 3702.6 0.845 0.3 3F 3702.6 0.845 0.3 2F 3789.72 0.885 0.3 41 案例二 基本資料 380 720 1080 70 1010 1080 1080 1080 1080 1080 1C3 1C3 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 560 1C3 760 900 900 1C4 535 7@495 495 立面圖 42 1C4 1C2 1C4 1C4 1C4 二樓平面圖 1C4 1C4 360 360 1C3 1C3 720 1C3 案例二 耐震能力詳細評估 容量震譜 Capacity Spectrum Capacity Curve 10000000 9000000 8000000 7000000 6000000 5000000 4000000 3000000 2000000 1000000 0 0.6 0.5 譜加速度(g) 基底剪力(kgf) 容量曲線 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 20 40 60 位移(cm) 80 100 120 0 43 20 40 60 譜位移(cm) 80 100 案例二 380 耐震能力詳細評估 1080 70 1010 1080 1080 1080 1080 1080 1C3 1C3 1C3 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 1C1 560 760 Y=4000 cm 720 900 900 1C3 1C3 1C4 Y=1500 cm 1C4 1C2 1C4 Y=4000 cm 44 1C4 1C4 1C4 1C4 360 360 1C3 720 Y=1500 cm 案例二 耐震能力詳細評估 採用Fu-R-T 計算EPA 性能檢核圖 性能目標 性能需求 EPA (g) EPA (g) 檢核 PLA* 0.1853 g 0.069 g OK PLB* 0.2783 g 0.24 g OK PLC* 0.3525 g 0.32 g OK 性能狀態 45 案例二 初評與詳評結果比較 本案例耐震能力初步評估結果Ac與耐震能力詳細評估結果PLB* 相比，顯示初評結果相當接近。 初評耐震能力 Ac1 詳評耐震能力 PLB* 耐震標準 A475 0.223 g 0.2783 g 0.24 g 初評耐震能力 Ac2 詳評耐震能力 PLC* 耐震標準 A2500 0.337 g 0.3525 g 0.32 g 初評耐震能力檢核 詳評耐震能力檢核 AC1<IA475 (NG) PLB*<A475 (OK) AC2<IA2500 (NG) 46 PLC*<A2500 (OK) 結論與建議 結論 建議 47 結論 本研究撰寫鋼結構塑鉸分析程式，改善結構分析軟體內建 定義之FEMA塑鉸未完全考量結構物之軸力，使分析之塑 鉸特性更符合實際情況。 透過兩棟鋼結構分別進行耐震能力初步評估與詳細評估， 兩者初評與詳評結果顯示，結果相當接近，證明本文所研 擬之鋼結構與詳細評估方法與流程其可行性與準確性。 48 後續工作與建議 所撰寫之鋼結構塑鉸分析輔助程式，目前僅考慮改良接頭 情況，期末報告將考量不同接頭情況(傳統與改良)，定義塑 鉸特性，使更符合實際情況。 可將本研究所研擬之鋼結構塑鉸分析方法加入到現行鋼筋 混凝土耐震能力評估輔助程式，可更快速進行含鋼筋混凝 土與鋼結構之建築物其塑鉸設定，減少使用者的工作量。 增加具斜撐構造範例與高層建物非線性歷時分析 49 1994美國洛杉磯北嶺地震 => 損壞多發生於翼板銲接-腹板栓接之抗彎接頭 => WSMF之抗彎接頭無法提供足夠之耐震變形容量 => FEMA於北嶺地震後探討WSMF之耐震性能 及補強方式，值得參考 梁破壞模式 銲道破壞 50 林克強(2008)進行22組試體，17組切削式，5組蓋板補強接頭。 實驗結果: 7組梁翼切削及3組加蓋板試體滿足設計規範3%塑性 轉角或美國AISC耐震特別規定之變形需求(合格率45%) 破壞模式: 梁翼板全滲透焊道斷裂、梁翼板於梁腹扇形開孔尖 端附近斷裂、梁翼切削段內斷裂、柱內橫隔板與柱板間焊道破 壞及柱板冷裂。 漸變斷面切削式接頭 圓弧切削式接頭 鑽孔式接頭 51 建議之傳統接頭非線性分析模型參數 模型參數 梁構件 塑性轉角 可接受標準 塑性轉角 殘餘強 度比 主要 次要 IO bf 2t f a b c 5 y 6 y 0.6 3 y 4 y 0.2 LS CP LS CP 0.5 y 2 y 4 y 3 y 5 y 0.25 y 1.5 y 2 y 2 y 3 y 52 Fye and h 418 tw F ye bf 2t f 65 Fye or h 640 tw F ye 52 耐震能力之提昇方式 參考: 建研所92年報告 鋼結構建築耐震評估、補強及修復準則之研擬 個別梁柱接頭及結構整體耐震補強或修改方法 個別梁柱接頭之耐震補強或修改: => 提昇梁柱接頭耐震能力之方法 => 相關設計原理、方法與步驟 => 接頭耐震變形能力(耐震性能)之計算 結構整體耐震能力提昇: => 減少或去除結構既有之不規則處或不連續處 => 整體結構之勁度或強度上之補強方式探討 => 隔震及被動消能系統之使用，設計上注意要項等方面。 53 震後耐震評估 參考: 建研所92年報告 鋼結構建築耐震評估、補強及修復準則之研擬 震後之詳細評估(Level 1): => 初步評估後認為可能有耐震疑慮之結構 => 進行Level 1之詳細評估 =>在確認建物受損之真實情況 => 適當之個別接頭的損壞指標di (damage index) => 各別構材之損壞指標di累積為樓層損壞指標Di來表示整體建物之危險度 接頭破壞指數 暴露面 15 cm 15 cm 15 cm 15 cm 防火被覆 種類 位置 說明1 G1 梁 翼板挫屈 2 G2 梁 翼板降伏 0 G3 梁 熱影響區內上翼板或下翼板破裂 2 G4 梁 熱影響區外上翼板或下翼板破裂 2 G5 梁 不使用 - G6 梁 腹板降伏或挫屈 2 G7 梁 腹板破裂 4 G8 梁 側向扭轉挫屈 2 54 指數dj Thank you for listening. 55