結構可靠度原理的結構安全概念

　　彈性設計安全裕度為一，結構可靠度超越概率為二，此雙重保險也。結構設計，應按原定結構可靠度原理，以避免過度設計增地震力也。全棟建築結構靜載重，Ｄ＝０﹒９ｔｆ／ｍ^２，樓地板不含隔間粉刷概算活載重，Ｌ＝０﹒３ｔｆ／ｍ^２。ＲＨ７００ｘ３００ｘ１３ｘ２４，其Ｚ_ｘ／Ｓ_ｘ＝１﹒１２４（中華民國結構工程學會、２００３）。ＳＮ４９０Ｂ（中華民國結構工程學會、２００３），其翼板超過１６ｍｍ，Ｆｙ＝３２５ＭＰａ，Ｆｕ＝４９０ＭＰａ，Ｆｕ／Ｆｙ＝１﹒５０７。




　　結構可靠度的靜載重超越概率是３０％，結構可靠度的活載重超越概率是５０％。結構可靠度和極限設計法ＬＲＦＤ，其安全係數約略１﹒３倍。結構設計，經採用彈性設計的原則，已經涵蓋５０％的安全裕度。結構產生嚴重破壞的機率，其可能性已經微乎其微近乎完全錯誤。結構可靠度相較於容許應力設計法ＡＳＤ，其安全係數是１﹒０６２倍，約略高出６％的用料左右。結構尺寸暨材料強度的誤差計算，採用０﹒８７為快速求解的近似折減係數，然而詳細的判斷門檻仍應按照誤差計算求解。

Reference

1. 中華民國結構工程學會（2003）鋼結構設計手冊（極限設計法），中華民國結構工程學會

ＡＮＳＹＳ結構動力分析反應譜法（建築物耐震設計規範及解說２００１）

　　金字塔的結構設計，我打算要找第二類地盤，以反應譜法做結構動力分析。根據建築物耐震設計規範及解說（２００１），採用其第二類地盤正規化加速度反應譜做計算，依照第３６頁所述乘上重力加速度以取得加速度反應譜。１９９９年０９月２１日凌晨１：４６分，我擁有九二一集集大地震全國６００多個測站的地震儀加速度數據，我應該會斟酌是否做歷時結構動力分析。我希望地震工程的教授，得另外提供水平１２００ＧＡＬ的反應譜，以及垂直４５０ＧＡＬ的反應譜。

　　中國大陸的反應譜設置原則，得輸入加速度值求算需求反應譜，此反應譜方法可用於１２００ＧＡＬ。以下，為臺灣各類地盤的結構動力分析的代碼，應該照常採用ＳＲＳＳ對其結果做求算，對於模態週期相近者採用ＣＱＣ做計算。ＡＮＳＹＳ的ＳＲＳＳ和ＣＱＣ求算，為採用指令名稱ＳＲＳＳ和ＣＱＣ（無須參數）。此外，反應譜計算要先取得模態數據，以下為反應譜分析前的振態求解代碼。「MODOPT,LANB,20」，選擇常用求解法Ｂｌｏｃｋ　Ｌａｎｃｚｏｓ，並採用求解出２０個振態，以便於在反應譜求解之後，要選用ＳＲＳＳ或ＣＱＣ。振態不夠用時，應該修改振態數重新求解，我不傾向於求解後擴展振態，也就是振態數不一定是２０個。

振態分析

/SOLU
ANTYPE,MODAL
MODOPT,LANB,20
SOLVE
FINISH

鋼結構

第一類地盤（堅實地盤）

結構動力分析（反應譜法、水平地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.02
SED,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.15,0.333,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8
FREQ,0.9,1.0,1.1,1.2,1.315,5
SV,, 9.80665, 9.80665,32.68883,32.68883,28.90241,24.90734,22.05666,19.90255,18.20737
SV,,16.83238,15.69064,14.72467,13.89483,13.07553,13.07553
SOLVE
FINISH

結構動力分析（反應譜法、垂直地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.02
SED,,,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.1,0.288,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8
FREQ,0.9,1,1.139,5
SV,, 9.80665, 9.80665,35.95772,35.95772,28.90241,24.90734,22.05666,19.90255,18.20737
SV,,16.83238,15.69064,14.38309,14.38309
SOLVE
FINISH

第二類地盤（普通地盤）

結構動力分析（反應譜法、水平地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.02
SED,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.15,0.465,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9
FREQ,1,1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.837
FREQ,5
SV,, 9.80665, 9.80665,32.68883,32.68883,31.13417,27.57083,24.87818,22.75922,21.04048
SV,,19.61330,18.40584,17.36853,16.46601,15.67227,14.96775,14.33741,13.76950,13.07553
SV,,13.07553
SOLVE
FINISH

結構動力分析（反應譜法、垂直地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.02
SED,,,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.1,0.403,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9
FREQ,1,1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.592,5
SV,, 9.80665, 9.80665,35.95772,35.95772,31.13417,27.57083,24.87818,22.75922,21.04048
SV,,19.61330,18.40584,17.36853,16.46601,15.67227,14.96775,14.38309,14.38309
SOLVE
FINISH

第三類地盤（軟弱地盤）

結構動力分析（反應譜法、水平地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.02
SED,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.2,0.611,0.8,1,1.2,1.4,1.6
FREQ,1.8,2,2.2,2.415,5
SV,, 9.80665, 9.80665,32.68883,32.68883,27.31106,23.53596,20.84224,18.80673,17.20489
SV,,15.90561,14.82673,13.91394,13.07553,13.07553
SOLVE
FINISH

結構動力分析（反應譜法、垂直地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.02
SED,,,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.1,0.53,0.7,0.9,1.1,1.3,1.5
FREQ,1.7,1.9,2.093,5
SV,, 9.80665, 9.80665,35.95772,35.95772,29.85382,25.24858,22.08700,19.75921,17.96130
SV,,16.52340,15.34250,14.38309,14.38309
SOLVE
FINISH

臺北盆地

結構動力分析（反應譜法、水平地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.02
SED,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.2,1.32,1.5,1.7,1.9,2.1,2.3 FREQ,2.5,2.7,2.9,3.1,3.3,5 SV,, 9.80665, 9.80665,32.68883,32.68883,28.76617,25.38192,22.71014,20.54727,18.76055 SV,,17.25970,15.98121,14.87906,13.91912,13.07553,13.07553 SOLVE
FINISH

結構動力分析（反應譜法、垂直地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.02
SED,,,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.1,1.32,1.5,1.7,1.9,2.1,2.3
FREQ,2.5,2.7,2.9,3.1,3.3,5
SV,, 9.80665, 9.80665,32.68883,32.68883,28.76617,25.38192,22.71014,20.54727,18.76055
SV,,17.25970,15.98121,14.87906,13.91912,13.07553,13.07553
SOLVE
FINISH

鋼筋混凝土

第一類地盤（堅實地盤）

結構動力分析（反應譜法、水平地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.05
SED,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.15,0.333,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8
FREQ,0.9,1.0,1.1,1.2,1.315,5
SV,, 9.80665, 9.80665,24.51663,24.51663,21.67680,18.68050,16.54250,14.92691,13.65553
SV,,12.62429,11.76798,11.04350,10.42112, 9.80665, 9.80665
SOLVE
FINISH

結構動力分析（反應譜法、垂直地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.05
SED,,,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.1,0.288,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8
FREQ,0.9,1,1.139,5
SV,, 9.80665, 9.80665,26.96829,26.96829,21.67680,18.68050,16.54250,14.92691,13.65553
SV,,12.62429,11.76798,10.78732,10.78732
SOLVE
FINISH

第二類地盤（普通地盤）

結構動力分析（反應譜法、水平地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.05
SED,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.15,0.465,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9
FREQ,1,1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.837
FREQ,5
SV,, 9.80665, 9.80665,24.51663,24.51663,23.35063,20.67812,18.65864,17.06941,15.78036
SV,,14.70998,13.80438,13.02640,12.34951,11.75420,11.22581,10.75306,10.32712, 9.80665
SV,, 9.80665
SOLVE
FINISH

結構動力分析（反應譜法、垂直地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.05
SED,,,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.1,0.403,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9
FREQ,1,1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.592,5
SV,, 9.80665, 9.80665,26.96829,26.96829,23.35063,20.67812,18.65864,17.06941,15.78036
SV,,14.70998,13.80438,13.02640,12.34951,11.75420,11.22581,10.78732,10.78732
SOLVE
FINISH

第三類地盤（軟弱地盤）

結構動力分析（反應譜法、水平地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.05
SED,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.2,0.611,0.8,1,1.2,1.4,1.6
FREQ,1.8,2,2.2,2.415,5
SV,, 9.80665, 9.80665,24.51663,24.51663,20.48330,17.65197,15.63168,14.10505,12.90367
SV,,11.92921,11.12004,10.43546, 9.80665, 9.80665
SOLVE
FINISH

結構動力分析（反應譜法、垂直地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.05
SED,,,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.1,0.53,0.7,0.9,1.1,1.3,1.5
FREQ,1.7,1.9,2.093,5
SV,, 9.80665, 9.80665,26.96829,26.96829,22.39036,18.93643,16.56525,14.81941,13.47097
SV,,12.39255,11.50688,10.78732,10.78732
SOLVE
FINISH

臺北盆地

結構動力分析（反應譜法、水平地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.05
SED,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.2,1.32,1.5,1.7,1.9,2.1,2.3 FREQ,2.5,2.7,2.9,3.1,3.3,5 SV,, 9.80665, 9.80665,24.51663,24.51663,21.57463,19.03644,17.03260,15.41045,14.07041 SV,,12.94478,11.98591,11.15929,10.43934, 9.80665, 9.80665 SOLVE
FINISH

結構動力分析（反應譜法、垂直地表加速度）

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
DMPRAT,0.05
SED,,,1
SVTYP,2
FREQ,0,0.03,0.1,1.32,1.5,1.7,1.9,2.1,2.3
FREQ,2.5,2.7,2.9,3.1,3.3,5
SV,, 9.80665, 9.80665,24.51663,24.51663,21.57463,19.03644,17.03260,15.41045,14.07041
SV,,12.94478,11.98591,11.15929,10.43934, 9.80665, 9.80665
SOLVE
FINISH


振態疊加

ＳＲＳＳ

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
SRSS
SOLVE
FINISH

ＣＱＣ

/SOLU
ANTYPE,SPECTR
CQC
SOLVE
FINISH

　　建模方向，以下代碼採取Ｚ向為垂直高度，水平地表加速度欲更換為另一方向，必須變更輸入代碼的參數為「SED,,1」，欲以相反方向做結構動力分析為「SED,,-1」。阻尼比，為舊結構動力分析必須定義的數據，鋼結構是０﹒０２，鋼筋混凝土是０﹒０５，金字塔是鋼結構建築物，因而阻尼比設定是「DMPRAT,0.05」。「SVTYP,2」，指的是加速度反應譜，此為不變更的指令代碼，因為結構設計都是加速度譜。ＡＮＳＹＳ，可以做多點反應譜結構動力分析，但是真實世界幾乎無此類結構設計，此為單點反應譜結構動力分析（ＳＰＲＳ）。

Reference

1. 李立峰、王連華編著，邵旭東、孫全勝主審（2015）ANSYS土木工程實例詳解，人民郵電出版社

機械和土木結構設計節省材料的基礎不同

　　結構設計，何以省料也。機械省料，此避仿造也，土木省料，此降地震力也。交通工具，汽車、船舶及飛機，此升速省油也。

７２３９

總經理　　　　　　：臺灣人、53歲、男、碩士、資訊（英）、軟體技師、軟體主任
技術長　　　　　　：臺灣人、48歲、男、博士、資訊（英）、軟體技師、軟體主任、電腦技師
第一工程部經理　　：臺灣人、44歲、男、碩士、資訊（英）、軟體主任、軟體測試員
第二工程部經理　　：臺灣人、47歲、男、碩士、資訊（英）、軟體技師、軟體主任
第一課第二組組長　：臺灣人、41歲、男、博士、資訊（英）、軟體主任、軟體組合員
第三課第一組組長　：臺灣人、42歲、男、碩士、資訊（英）、軟體主任、軟體測試員
軟體組合員Ａ　　　：臺灣人、39歲、男、大學、資訊（英）、軟體主任、軟體組合員、軟體測試員
軟體組合員Ｂ　　　：臺灣人、41歲、女、大學、資訊（英）、軟體主任、軟體組合員、軟體測試員
軟體測試員Ａ　　　：臺灣人、37歲、男、碩士、電機（英）、軟體主任、軟體測試員
軟體測試員Ｂ　　　：臺灣人、39歲、男、專科、資訊（英）、軟體技師、軟體測試員
軟體測試員Ｃ　　　：臺灣人、36歲、女、碩士、資訊（英）、軟體技師、軟體測試員
軟體測試員Ｄ　　　：臺灣人、41歲、男、碩士、資訊（英）、軟體主任、軟體測試員
程式設計師Ａ　　　：臺灣人、28歲、男、碩士、資訊（英）、軟體主任、軟體測試員、程式設計師
程式設計師Ｂ　　　：臺灣人、31歲、男、高職、資訊、程式設計師
程式設計師Ｃ　　　：臺灣人、27歲、男、大學、電機（英）、軟體技師、程式設計師
程式設計師Ｄ　　　：臺灣人、35歲、女、高職、資訊、程式設計師
秘書課秘書　　　　：臺灣人、32歲、女、碩士（留澳）、英語
製圖事務所所長　　：臺灣人、44歲、女、碩士、資訊（英）、軟體製圖員（組合圖）、軟體製圖員（施工圖）
製圖事務所經理　　：臺灣人、39歲、女、大學、資訊（英）、軟體製圖員（組合圖）、軟體製圖員（施工圖）
製圖事務所製圖員Ａ：臺灣人、27歲、女、大學、資訊（英）、軟體製圖員（施工圖）
製圖事務所製圖員Ｂ：臺灣人、32歲、男、碩士、資訊（英）、軟體製圖員（施工圖）
軟體工程技師Ａ　　：美國人、46歲、男、博士、ＥＥＣＳ
軟體工程技師Ｂ　　：美國人、43歲、男、博士、ＥＥＣＳ
軟體工程技師Ｃ　　：美國人、51歲、男、博士、ＥＥＣＳ
軟體工程技師Ｄ　　：美國人、40歲、男、博士、ＥＥＣＳ
軟體工程技師Ｅ　　：美國人、27歲、男、博士、ＥＥＣＳ
軟體主任　　　　　：美國人、45歲、男、博士、ＥＥＣＳ
軟體組合員　　　　：美國人、42歲、男、大學、ＥＥＣＳ
軟體測試員　　　　：美國人、39歲、男、大學、ＥＥＣＳ
程式設計師　　　　：美國人、44歲、男、大學、ＥＥＣＳ
教授Ａ　　　　　　：美國人、53歲、男、博士、土木
教授Ｂ　　　　　　：美國人、24歲、男、博士、數學
教授Ｃ　　　　　　：美國人、39歲、男、博士、數學
教授Ｄ　　　　　　：美國人、41歲、男、博士、土木
教授Ｅ　　　　　　：美國人、37歲、男、博士、土木
結構工程技師Ａ　　：美國人、43歲、男、大學、土木
結構工程技師Ｂ　　：美國人、49歲、男、博士、土木
醫師　　　　　　　：美國人、46歲、男、碩士、醫學
護士Ａ　　　　　　：美國人、28歲、女、大學、護理
護士Ｂ　　　　　　：美國人、31歲、女、大學、護理

電影預告

文字預告　　某甲級軟體廠僅剩六天的時間，就要接待客戶團來訪做細部驗收，有１個全公司始終找不到的ＢＵＧ，存在於幾百萬行的軟體程式碼內。
影片預告　　────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
臺北時間上午９點３２分
／高雄軟體園區某辦公大樓９－１２樓／甲級軟體營造廠／
／軟體營造廠施工規模２７８人／１０樓／第二工程部６７人／

（黑畫面逐字顯示文字，背景聲音發出打字聲。）
（艷陽高照的天氣，直升機載攝影機俯拍高雄軟體園區，攝影鏡頭逐漸拉至某辦公大樓帷幕牆。）
（切換畫面；廣角鏡頭拍攝現場全部的人員，再轉移攝影鏡頭拉近成中距離攝影鏡頭。現場發出機械式鍵盤聲、事務機輸出紙張聲音及播放柔和演奏曲。）

軟體測試員Ｃ　　　：「你的object第437行，那個do while計數器搞錯了，return前2行也要跟著改，這是圖號S-361的新修訂版，需要等你先撰寫後，再交給我的部門
　　　　　　　　　　　測試。」
程式設計師Ｂ　　　：「我知道了，我老是寫錯這種地方，謝了。新版的施工圖，製圖廠這麼快就給了？我這組還沒接到通知，我先找組長確認再說。」
軟體測試員Ｃ　　　：「先這樣吧！這是為了找那個bug，順便找到的小bug，公司在最近1週內，已經找不到新bug，就剩那個bug了。」
程式設計師Ｂ　　　：「我清楚了。」攝影鏡頭左旋120度向後拉遠。

臺北時間上午９點４７分
／臺灣高速鐵路南下列車商務艙第５節車廂／

（黑畫面逐字顯示文字，背景聲音發出打字聲。）
高速鐵路服務小姐　：「有需要咖啡或餐點嗎？」
技術長　　　　　　：「2杯熱咖啡。」（找錢，遞一杯給軟體組合員Ａ）
軟體組合員Ａ　　　：「謝謝。我怎麼看，就是覺得一定在這幾行，不過我都有做try-catch，這幾行似乎是正確的。」（指著電腦畫面）
技術長　　　　　　：「業主的原軟體設計圖，大量使用強制轉型，我懷疑設計圖有疏失，製圖廠的施工圖就跟著錯，得確實找出這個問題來。」
軟體組合員Ａ　　　：「記憶體沒清乾淨嗎？」
技術長　　　　　　：「對。剩6天，要讓對方提前2天取消機票，所以我們只剩下4天的時間。我打算放手一搏了，讓第三課在未來4日，全力對強制轉型做測試。」

鋼結構設計

單位制	長度	質量	力	壓力	力矩
ＳＩ	ｍｍ	ｋｇ	Ｎ	Ｎ／ｍｍ２	Ｎ－ｍｍ

鋼鐵材料	鋼材種類	最大厚度	降伏強度（Ｆｙ）	斷裂強度（Ｆｕ ）	拉降比	伸長率	衝擊值（０℃）
Ｐ２３５	Ｐ２３５Ａ	２６	２３５	４１５	１﹒７	２４％	─
		１０３	２１５
		１８０	１９５
	Ｐ２３５Ｂ	２６	２３５	４１５	１﹒７	２４％	２７Ｊ
		１０３	２１５
		１８０	１９５
	Ｐ２３５Ｃ	２６	２３５	４１５	１﹒７	２４％	４７Ｊ
		１０３	２１５
		１８０	１９５

鋼鐵材料	鋼材種類	最大厚度	降伏強度（Ｆｙ）	斷裂強度（Ｆｕ ）	拉降比	伸長率	衝擊值（０℃）
Ｐ３２５	Ｐ３２５Ａ	２６	３２５	５００	１﹒５	２３％	─
		１０３	２９５
		１８０	２６５
	Ｐ３２５Ｂ	２６	３２５	５００	１﹒５	２３％	２７Ｊ
		１０３	２９５
		１８０	２６５
	Ｐ３２５Ｃ	２６	３２５	５００	１﹒５	２３％	４７Ｊ
		１０３	２９５
		１８０	２６５

鋼鐵材料	鋼材種類	最大厚度	降伏強度（Ｆｙ）	斷裂強度（Ｆｕ ）	拉降比	伸長率	衝擊值（０℃）
Ｐ４４５	Ｐ４４５	２６	４４５	５８０	１﹒３	２０％	４７Ｊ
		１０３	４１５
		１８０	３８５

殘餘應力Ｆｒ
金屬種類	熱軋金屬	銲接金屬
鋼材	７０	１１５

樑柱

牆

ＲＨ１２００ｘ１２００ｘ３６ｘ５０
結構誤差尺寸	Ｉｙ	Ｃｗ	Ｊ	Ａ	Ｓｘ	ｒｙ
１１９﹒２５ｘ１１９﹒２５ｘ３﹒６ｘ５﹒０	１４１３５９３	４６１２９２９９７５	１１７９２	１５８６	７１８６８	２９﹒８５６
１２０﹒７５ｘ１２０﹒７５ｘ３﹒６ｘ５﹒０	１４６７６００	４９１５７４８１１８	１１９４０	１６０６	７３７８２	３０﹒２２８

ＲＨ１２００ｘ１２００ｘ３６ｘ５０
結構誤差尺寸	Ｆｙ	Ｅ	Ｇ	Ｘ１	Ｘ２	Ｌｒ	Ｌｐ
１１９﹒２５ｘ１１９﹒２５ｘ３﹒６ｘ５﹒０	２﹒１１２	１０５６	４０６﹒２	８７﹒５３８１	２﹒９４０	３５２２	１６４４
	２﹒５５２	１２７６	４９０﹒８	１０５﹒７７５	２﹒０１３	３３３０	１４９６
１２０﹒７５ｘ１２０﹒７５ｘ３﹒６ｘ５﹒０	２﹒１１２	１０５６	４０６﹒２	８６﹒３５１９	３﹒１０２	３５４７	１６６４
	２﹒５５２	１２７６	４９０﹒８	１０４﹒３４２	２﹒１２４	３３５４	１５１４

References

1. 內政部營建署（２０１０）鋼構造建築物鋼結構設計技術規範二，內政部營建署
2. 陳生金（２００１）鋼結構設計─極限設計法與容許應力設計法，科技圖書
3. 中國土木水利工程學會（２０１１）混凝土工程設計規範與解說（土木４０１－１００），科技圖書

鋼筋混凝土結構設計

結構物種類	水泥稱呼	舊水泥稱呼	使用條件
普通結構物	Ｉ型水泥	波特蘭Ｉ型水泥	普通用途之結構物
海岸結構物	Ⅱ型水泥	波特蘭Ｖ型水泥	①海岸線起算至內陸２公里以內之結構物 ②工程用途鄰近海水２公里以內之結構物
搶修結構物	Ⅲ型水泥	波特蘭Ⅲ型水泥	搶修用途之結構物

◎涉及巨積混凝土之低水化熱用途，一律使用０℃冰水或埋管佈設做通水散熱。
※０℃冰水對混凝土之抗壓強度影響，涉及調整Ｃ２８０之混凝土材料配比。
※巨積混凝土埋管佈設做通水散熱，以埋管接觸面積對降溫區域大小，做為埋管間距和埋管路徑之規劃。

結構物種類	鋼筋稱呼	舊鋼筋稱呼	鋼筋種類
結構物	Ｒ４２	ＳＤ４２０Ｗ	＃４、＃８
隧道結構物	ＳＲ４２	ＳＲ級光面鋼筋	＃４Ｒ、＃８Ｒ

※Ｒ４２之Ｒ字源為Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ（鋼筋），為源自於鋼筋混凝土用字Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ。
※ＳＲ４２之Ｓ字源為Ｓｈａｐｅ（形狀），ＳＲ４２之Ｒ字源為Ｒｏｕｎｄ（圓形）。
※＃４Ｒ和＃８Ｒ之Ｒ字源為Ｒｏｕｎｄ（圓形）。

結構物種類	混凝土稱呼	舊混凝土稱呼
結構物	Ｃ２１０ Ｃ２４５ Ｃ２８０ Ｃ３１５ Ｃ３５０ Ｃ３８５ Ｃ４２０ Ｃ４５５	ｆ’ｃ＝２１０ｋｇｆ／ｃｍ^２ ｆ’ｃ＝２４５ｋｇｆ／ｃｍ^２ ｆ’ｃ＝２８０ｋｇｆ／ｃｍ^２ ｆ’ｃ＝３１５ｋｇｆ／ｃｍ^２ ｆ’ｃ＝３５０ｋｇｆ／ｃｍ^２ ｆ’ｃ＝３８５ｋｇｆ／ｃｍ^２ ｆ’ｃ＝４２０ｋｇｆ／ｃｍ^２ ｆ’ｃ＝４５５ｋｇｆ／ｃｍ^２
隧道結構物	ＦＲＣ３５０ ＦＲＣ４２０	─

※Ｃ２８０之Ｃ字源為Ｃｏｎｃｒｅｔｅ（混凝土）。
※ＦＲＣ３５０之ＦＲＣ字源為Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ（鋼纖維混凝土）。

鋼筋種類	標準降伏強度（Ｆｙｓｔｄ）	最低降伏強度（Ｆｙｍｉｎ）	最高降伏強度（Ｆｙｍａｘ）	最低斷裂強度（Ｆｕ ）	降伏比
Ｒ４２	４﹒２	４﹒０３２	４﹒８７２	５﹒６７	１﹒２５
ＳＲ４２	４﹒２	４﹒０３２	４﹒８７２	５﹒６７	１﹒２５

※鋼筋降伏強度近似於統計學之Ｉ型極值分布，採用－４％至＋１６％為鋼筋降伏強度控制範圍，並要求鋼筋斷裂強度Ｆｕ不低於１﹒３５倍標準降伏強度，以確保
　鋼筋擁有足夠之塑性變形容量。
※Ｆｙ_ｓｔｄ、Ｆｙ_ｍｉｎ及Ｆｙ_ｍａｘ，其Ｆ字源為ｆｏｒｃｅ，ｙ字源為ｙｉｅｌｄ（降伏），ｓｔｄ字源為ｓｔａｎｄａｒｄ（標準），ｍｉｎ字源為ｍｉｎｉｍｕｍ
　（最小），ｍａｘ字源為ｍａｘｉｍｕｍ（最大）。
※鋼筋抗拉實驗之降伏強度，為彈性應變量達０﹒２％對應之應力，該數值應介於Ｆｙ_ｍｉｎ和Ｆｙ_ｍａｘ，並確認鋼筋最終斷裂強度須高於Ｆｕ，以及鋼筋降伏比
　Ｆｕ／Ｆｙ不低於１﹒２５，否則不為合格之Ｒ４２或ＳＲ４２。

混凝土種類	混凝土標準抗壓強度（ｆｃｓｔｄ）	混凝土最低抗壓強度（ｆｃｍｉｎ）	混凝土最高抗壓強度（ｆｃｍａｘ）	修正為方塊混凝土抗壓強度
Ｃ２１０ Ｃ２４５ Ｃ２８０ Ｃ３１５ Ｃ３５０ Ｃ３８５ Ｃ４２０ Ｃ４５５	０﹒２１０ ０﹒２４５ ０﹒２８０ ０﹒３１５ ０﹒３５０ ０﹒３８５ ０﹒４２０ ０﹒４５５	０﹒２０１６ ０﹒２３５２ ０﹒２６８８ ０﹒３０２４ ０﹒３３６０ ０﹒３６９６ ０﹒４０３２ ０﹒４３６８	０﹒２４３６ ０﹒２８４２ ０﹒３２４８ ０﹒３６５４ ０﹒４０６０ ０﹒４４６６ ０﹒４８７２ ０﹒５２７８	─
ＦＲＣ３５０ ＦＲＣ４２０	０﹒３５０ ０﹒４２０	０﹒３３６０ ０﹒４０３２	０﹒４０６０ ０﹒４８７２	修正為現場取樣方塊混凝土

※混凝土抗壓強度近似於統計學之Ｉ型極值分布，採用－４％至＋１６％為混凝土抗壓強度控制範圍，並不得高於ｆｃ_ｍａｘ以造成混凝土脆性破壞問題。
※ｆｃ_ｓｔｄ、ｆｃ_ｍｉｎ及ｆｃ_ｍａｘ，其ｆ字源為ｆｏｒｃｅ，ｃ字源為ｃｏｎｃｒｅｔｅ（混凝土），ｓｔｄ字源為ｓｔａｎｄａｒｄ（標準），ｍｉｎ字源為
　ｍｉｎｉｍｕｍ（最小），ｍａｘ字源為ｍａｘｉｍｕｍ（最大）。
※圓柱混凝土抗壓試體標準尺寸，為直徑Ｄ１５ｃｍ和高度Ｈ３０ｃｍ之抗壓試體。
※方塊混凝土抗壓試體標準尺寸，為長寬高都是５ｃｍ之抗壓試體。
※ＦＲＣ３５０之混凝土材料配比，為採用圓柱混凝土製作抗壓試體，其取得之混凝土抗壓強度標準為０﹒３５，經以相同配比於現場製作鋼纖維混凝土ＦＲＣ，採取
　現場取樣之方塊混凝土經抗壓試驗後，具體制訂－４％和＋１６％之方塊混凝土抗壓試體標準。
※ＦＲＣ３５０速凝劑用量對凝結時間之影響，採取標準化制定至少１組上、下限之用量原則。
※混凝土抗壓實驗之抗壓強度，為彈性應變量達０﹒２％對應之應力，該數值應介於ｆｃ_ｍｉｎ和ｆｃ_ｍａｘ，否則不為合格之Ｃ２８０或ＦＲＣ３５０。

混凝土種類	混凝土坍度代號	混凝土標準坍度（Ｈｃｓｔｄ）	混凝土最低坍度（Ｈｃｍｉｎ）	混凝土最高坍度（Ｈｃｍａｘ）
Ｃ２１０ Ｃ２４５ Ｃ２８０ Ｃ３１５ Ｃ３５０ Ｃ３８５ Ｃ４２０ Ｃ４５５	１號（軟料／硬料）	１５	１２﹒０	１８﹒０
	２號（軟料／硬料）	１８	１４﹒４	２１﹒６
	３號（軟料／硬料）	２０	１６﹒０	２４﹒０
	４號（軟料／硬料）	２３	１８﹒４	２７﹒６

※混凝土坍度近似於統計學之正態分布，採用－２０％至＋２０％為坍度控制範圍。
※Ｈｃ_ｓｔｄ、Ｈｃ_ｍｉｎ及Ｈｃ_ｍａｘ，其Ｈ字源為ｈｅｉｇｈｔ（高度），ｃ字源為ｃｏｌｌａｐｓｅ（坍塌），ｓｔｄ字源為ｓｔａｎｄａｒｄ（標準），ｍｉｎ字源
　為ｍｉｎｉｍｕｍ（最小），ｍａｘ字源為ｍａｘｉｍｕｍ（最大）。
※混凝土摻料用量對坍度之影響，採取標準化制定至少４組上、下限之用量原則。
※混凝土現度實驗之坍度，該數值應介於Ｈｃ_ｍｉｎ和Ｈｃ_ｍａｘ，否則不為合格之Ｃ２８０坍度。

　　在ＡＣＩ３１８－０５Ｍ裡，其８﹒５﹒１定義的ＳＩ公式（ＡＣＩ），經以常重混凝土實際值２３５０ｋｇ／ｍ^３，以及輕質混凝土實際值１６００ｋｇ／ｍ^３，就Ｃ２８和Ｃ３５的抗壓強度代入其公式，並考慮臺灣土木４０１－１００公式１－１（４０１－１００），並斟酌康乃爾大學定義的公式（４０６－１００），以求取混凝土彈性模數的對應數據值。在考慮地震力和風力對結構的影響，將使得彈性模數偏低會造成層間位移角增大，此乃是對於偶發載重的控制考量條件。高強度混凝土的材料特性，有偏向於脆性破壞的疑慮（４０６－１００），因而僅就Ｃ２８和Ｃ３５做考量。




　　




　　




　　




　　


　　以上彈性模數的數據，顯然無法經由應變量反算正確的應力，並根據原圖重新定義破壞應變量的數據，乃是改成採用０﹒００３３（中國大陸）和０﹒００３５，以反算常重混凝土和輕質混凝土的彈性模數。


















　　在結構可靠度裡，混凝土材料應該控制於彈性變形的範圍，乃就土木４０６－１００的圖２﹒３和圖２﹒４，以對於常重混凝土和輕質混凝土的混凝土彈性應變量，乃分別定義為０﹒００２和０﹒００３，根據土木４０６－１００的圖２﹒１２，就鋼筋Ｒ４２和Ｒ２８的彈性應變量，乃分別定義為０﹒００２和０﹒００１８。然而，Ｒ２８並不用於抵抗彎矩用途，因而其彈性應變量並無實際作用。在ＡＣＩ３１８－０５Ｍ裡，其第２６７頁有定義開裂模數，考慮Ｃｌａｓｓ　Ｕ的服務載重拉應力，以及臺灣土木４０１－１００的ＭＫＳ公式２－３，並就２﹒１１﹒２﹒３採取０﹒７５的折減值，以定義輕質混凝土的開裂模數。

混凝土彈性模數Ｅｃ（ｔｆ／ｃｍ２）、常重混凝土
Ｃ２１０	Ｃ２４５	Ｃ２８０	Ｃ３１５	Ｃ３５０	Ｃ３８５	Ｃ４２０	Ｃ４５５
１０５	１２３	１４０	１５８	１７５	１９３	２１０	２２８

混凝土彈性模數Ｅｃ（ｔｆ／ｃｍ２）、輕質混凝土
Ｃ２１０	Ｃ２４５	Ｃ２８０	Ｃ３１５	Ｃ３５０	Ｃ３８５	Ｃ４２０	Ｃ４５５
７０	８２	９４	１０５	１１７	１２９	１４０	１５２

混凝土開裂模數ｆｒ（ｔｆ／ｃｍ２）
常重混凝土		輕質混凝土
Ｃ２８	Ｃ３５	Ｃ２８	Ｃ３５
０﹒０３２	０﹒０３６	０﹒０２５	０﹒０２８

混凝土彈性應變量εｃ
常重混凝土		輕質混凝土
Ｃ２８	Ｃ３５	Ｃ２８	Ｃ３５
０﹒００２		０﹒００３

鋼筋彈性應變量εｓ
Ｒ４２		Ｒ２８
０﹒００２		０﹒００１８

鋼筋搭接

　　鋼筋做搭接的意義，在於原鋼筋長度不足時，需要以另一根鋼筋延續，使得鋼筋必須重疊一定長度，以維持鋼筋在ＲＣ的力學行為。以樑柱版牆來說，除柱構件採用鋼筋續接器，得免除鋼筋搭接的要求外，鋼筋搭接是必須的標準措施。在土木４０１－１００的附錄甲裡，有定義續接器用螺紋鋼筋的型式，以便於鋼筋續接器得以銜接柱構件鋼筋。經查閱ＡＣＩ３１８－０５Ｍ，其原始公式為做因次轉換的結果，因而採用土木４０１－１００公式５－１。然而，不考慮輕質混凝土排除λ，並排除橫向鋼筋的折減式，乃修改原公式為採用公式計算。臺灣有在使用環氧樹脂於鋼筋，因而考慮位置和塗布同時考慮的條件，乃以５﹒３﹒４註解的１﹒７為限制條件。在普通條件下，位置修正因素採用１﹒３，並納入尺寸修正因數０﹒８，以對於小號鋼筋做搭接折減。

鋼筋續接器 （柱構件螺紋鋼筋）	竹節鋼筋搭接長度（ｃｍ）
	普通鋼筋		鋼筋塗布環氧樹脂
＃８	＃４	＃８	＃４	＃８
	８５	２１０	１１０	２７５

　　在重新定義的鋼筋混凝土中，不考慮不做抵抗彎矩用途的Ｒ２８，僅就Ｒ４２以對應Ｃ２８和Ｃ３５。由於鋼筋抗拉側產生塑性變形時，將會吸收非常多的額外結構載重，並且產生大變形以提供正常的預警狀態，因而不對於最大鋼筋量採用０﹒７５做折減。在不折減最大鋼筋量下，以使拉力側相較於以折減有更多鋼筋，將使得塑性變形的能力更強。以折減係數刻意降低拉力側鋼筋量，將使得構件破壞導致拉力側塑性變形能力不足，因而會造成無預警性的大變形產生斷裂破壞。

　　在鋼筋彈性模數方面，美國工程規範的ＲＣ和鋼結構，都是採用固定值２９０００ｋｓｉ，然而考慮應力應變的一致性，因而採用值為２１００ｔｆ／ｃｍ^２。臺灣在鋼結構規範上，乃是採用２１００ｔｆ／ｃｍ^２，於考慮到鋼材強度不一致的問題方面，對地震力和風力側移量計算較不適當。ＡＣＩ３１８－０５的ＦＰＳ制原版，其頁碼第９９頁的８﹒５﹒２節，乃定義非預應力鋼筋的彈性模數是２９０００ｋｓｉ。ＡＩＳＣ３６０－１０版的第一刷，就是２０１０版的第２８頁，有定義鋼材用２９０００ｋｓｉ。由於鋼筋的彈性應變量對應的彈性模數，對於Ｒ２８的鋼筋強度計算不精準，因而結構設計的鋼筋全面用Ｒ４２。原圓棒鋼筋材料ＳＲ３００，採用Ｒ４２材料做製造，僅是製作成圓棒形式的鋼筋材料，亦同時變更材料稱呼為Ｒ４２。


　　在結構設計時，於斷面尺寸或厚度取的不夠大，卻要使用於抵抗彎矩的結構載重，就會造成使用＃８的鋼筋間距不足，因而需要調整到使用＃１０的鋼筋。有關於此問題，乃是結構尺寸不足的問題，而且會造成混凝土剪力強度較低，乃是不採用＃１０來讓斷面自然調大，以間接提高純混凝土的剪力強度。

　　在鋼筋和混凝土都是相同應變量下，雙筋樑的壓力側鋼筋必然未達降伏應力，而拉力側內側鋼筋也會未達降伏應力。樑的拉力側有可能採用２排鋼筋，而樑的壓力側僅可能採１排鋼筋。樑的拉力側外側鋼筋，至樑的壓力側最外緣距離的中間，就是樑對等應變量的中性軸位置。樑的拉力側外側和內側鋼筋，其鋼筋中心至中心的距離ｅ依照規範取值。以彈性極限來說，混凝土Ｃ２８的ｆｃ稍微偏低，應該不採用於結構設計用途。我反對使用輕質混凝土，此問題在於應有材料自重偏低，顯然不符自然的材料強度。材料強度應該以自然條件的強度為主，過度依賴水泥提供的連結功能來提高強度，並不符合混凝土一體性的自然材料強度。

Ｃ３５
彈性模數Ｅｃ（ｔｆ／ｃｍ２）	開裂模數ｆｒ（ｔｆ／ｃｍ２）	彈性應變量εｃ
１７５	０﹒０３６	０﹒００２

Ｒ４２
鋼筋彈性模數Ｅｓ（ｔｆ／ｃｍ２）	鋼筋彈性應變量εｓ
２１００	０﹒００２

樑	柱	版	剪力牆	連續壁
Ｍ：＃８ Ｖ：＃４	Ｍ：＃８ Ｖ：＃４	Ｍ１：＃４ Ｍ２：＃４	Ｍ：＃８ Ｖ：＃８	Ｍ：＃８ Ｖ：＃４

橋樑	地工結構	水工結構	隧道①（鋼架）	隧道②（襯砌）
Ｍ：＃８ Ｖ：＃４	Ｍ：＃８ Ｖ：＃８	Ｍ：＃８ Ｖ：＃８	Ｍ：＃８Ｒ Ｖ：＃４Ｒ	Ｍ：＃８ Ｖ：＃８

殼	排水溝	樓梯	ＲＣ牆（Ｔ＜１８ｃｍ）	ＲＣ牆（Ｔ≧１８ｃｍ）
Ｍ１：＃４ Ｍ２：＃４	Ｍ１：＃４ Ｍ２：＃４	Ｍ：＃８ Ｖ：＃４	Ｍ：＃４ Ｖ：＃４	Ｍ：＃４ Ｖ：＃４

鋼筋號數	鋼筋間距（ｃｍ）
＃４	８	１０	１２	１５	２０	２５
＃８	８	１０	１２	１５	２０	２５

隧道鋼架輪圈前進米（ｍ）／結構設計標準為２﹒０ｍ獨立支撐岩層圍壓
０﹒８	１﹒０	１﹒２	１﹒５	２﹒０

　　我提出的ＳＲ版ＲＣ結構設計裡，採用彈性設計原則會導致鋼筋量變多，而且純混凝土單位重是２３５０ｔｆ／ｍ^３，因而定義鋼筋混凝土單位重是２５００ｔｆ／ｍ^３。在鋼筋單位重裡，採用原來的鋼筋單位重定義，然而國家應該使用３Ｄ繪圖軟體，以正確定義和發行熱軋和圓棒鋼筋圖，供熱軋和圓棒鋼筋廠以ＣＮＣ開模製作。

混凝土材料單位重（ｔ／ｍ３）
鋼筋混凝土	混凝土
２５００	２３５０

　　根據土木４０１－１００的附錄甲，以摘錄定義結構設計的鋼筋數據。其中，臺灣定義的＃６不是６／８英吋，而是以１﹒９１ｃｍ去定義鋼筋，因而其對應的面積略大於英制。在機械加工裡，０﹒０１ｃｍ已經相當精準，因而此應以公制為計算標準，因為鋼筋不屬於精密機械的範圍。在鋼筋單位質量方面，有可能因為竹節紋路的關係，使得單位質量略高於斷面值，此乃有必要根據國家模型做定義。在單位質量對應上，１英磅是０﹒４５３５９２公斤，我不相信臺灣有廠商使用英制。

鋼筋號數	標稱直徑（ｃｍ）	標稱面積（ｃｍ２）
＃４	１﹒２７	１﹒２６７
＃８	２﹒５４	５﹒０６７

樑構件結構設計（以複合材料力學和矩形應力塊推導公式）



　　

　　





　　

　　

　　

　　

　　

　　
　　

　　
　　

　　在調整樑鋼筋時，以鋼筋量公式建立的鋼筋等式條件，去對於彎矩公式做彎矩的強度計算，並用於對Ｍ_ＳＲ做數據的比較。其中，拉力側鋼筋量單排不足時，才考慮使用第二排鋼筋，而且壓力側鋼筋要同時調整，以維持鋼筋量公式符合等式條件，方能避免過度設計鋼筋量導致壓力側破壞，而此時拉力側鋼筋仍然都未產生變形，此乃是過度浪費鋼筋量的結構設計。因而，欲調高拉力側第二排鋼筋，必須同時調高壓力側鋼筋以對應，其極限配筋乃是拉力側和壓力側排滿鋼筋。在此條件下，非常類似於Ｉ型鋼的上、下翼板，就是用於抵抗彎矩的主要用途，但是極限配筋就是上、下都排滿鋼筋。原則上，鋼筋量公式是約略相等下，等號左邊略大於右邊即可，因為拉力側配筋應該比較多，以維持破壞有塑性變形的預警條件。

樑構件平衡條件撓曲力矩

Ｃ３５

　　在多數撓曲力矩的條件下，採用平衡鋼筋的配筋模式最經濟，然而欲採用少於鋼筋量公式的數值，須考量縮小混凝土壓力側面積的範圍。以Ｂ５０ｘＨ７５的樑構件來說，其極限配筋的撓曲力矩１０７４４ｔｆ－ｃｍ，相較於ＲＨ８００ｘ３００ｘ１４ｘ２６（結構工程學會、２００３），以ＳＮ４９０Ｂ於Ｌｒ跨度的撓曲力矩，將達１８７１６ｔｆ－ｃｍ是其１﹒７４倍。



　　
　　









樑構件非平衡條件撓曲力矩／樑、橋樑、擋土牆、連續壁、地工結構、水工結構：＃８／排水溝：＃４／

Ｃ３５

單位制	長度	質量	力	壓力	力矩
ＭＫＳ	ｃｍ	ｔ	ｔｆ	ｔｆ／ｃｍ２	ｔｆ－ｃｍ

樑構件結構設計範例

◎／修改自ＣＡＳＩＯ　ｆｘ－８２ＳＸ／shift、ab/c、 [、]、Min，４ｘ６採從上至下置左（小型計算機），５ｘ５採從左至右置上（大型計算機），°'"取代M+／
※臺高祖計算機／顯示字幕：１５位數；有效精度：１５位數／

１

２

３

４

５

６

７

８

９

０

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※臺高祖數值機／齒輪／臺高祖計算機、數學函式庫、統計函式庫、程式語言／工程材料：鋼ＳＮ４００Ｂ ／機械加工精度：１ｍｍ／

範例試題／結構設計／土木工程／三等考試／特種考試地方政府公務人員考試 ＲＣ樑結構斷面Ｂ５０ｘＨ７５ｃｍ，其保護層厚度４ｃｍ，主筋和箍筋為＃８和＃４，並以８ｃｍ為主筋最小中心距，採取雙筋雙層極限配筋模式，以ＳＲ計算無誤差樑撓曲強度。另有一材質為ＳＮ４００Ｂ鋼樑，結構斷面為ＲＨ７００ｘ３００ｘ１３ｘ２４，其無側向支撐樑跨度７００ｃｍ，結構載重下鋼樑為單向彎曲，端點彎矩為１０００ｔｆ－ｃｍ、２５００ｔｆ－ｃｍ，並以ＬＲＦＤ３計算鋼樑撓曲強度，不採用樑構件撓曲強度折減係數，以對照ＲＣ樑ＳＲ撓曲強度，試求算鋼樑和ＲＣ樑撓曲強度比值為何？無誤差計算。 （２５分） ［參考資料］ 單位制 長度 質量 力 壓力 力矩 ＭＫＳ ｃｍ ｔ ｔｆ ｔｆ／ｃｍ２ ｔｆ－ｃｍ 鋼筋號數 標稱直徑 標稱面積 ＃４ １﹒２７ １﹒２６７ ＃８ ２﹒５４ ５﹒０６７ 鋼材 Ｅ Ｆｙ Ｆｒ（熱軋型鋼） ＳＮ４００Ｂ ２１００ ２﹒４ ０﹒７ 熱軋型鋼編號 Ｚｘ Ｓｘ Ｘ１ Ｘ２ ｒｙ ＲＨ７００ｘ３００ｘ１３ｘ２４ ６３４０ ５６４０ １４５ １﹒８８ ６﹒８３

解：

版構件結構設計

　　無論版構件為單向版或雙向版，一律採用單向版做雙向撓曲結構設計，而雙向抵抗撓曲力矩的比例原則，將按照跨度平方去倒數的方式去做分配，以符合結構載重和跨度成平方比例的關係，並以短向為抵抗撓曲偏重的結構設計模式。此外，在考慮集中載重的模式下，將比照此模式採取三次方倒數的原則。在考慮長短向不同尺寸下，此原則有利於最經濟的抵抗撓曲力矩，而不致於過量使用鋼筋造成浪費。在結構分析時，以簡支樑對於版長向計算撓曲力矩，包括：均布載重或集中載重，做為版構件的Ｍ_ｓｒ結構設計標準。相仿於此，以跨度四次方和三次方不做倒數計算，做為雙向版撓度比例控制的原則，以對於均布載重或集中載重做撓度控制。






　　經考慮基礎版或剛性鋪面，因而版的拉力側第二排鋼筋項次不刪除，然而壓力側鋼筋對於撓曲力矩幾乎無貢獻，因而乃排除壓力側鋼筋以加大厚度模式，以節省鋼筋用量和提高混凝土用量做結構設計。也就是說，雙向版的極限配筋模式，就是拉力側考慮雙層網的架構。

版構件結構設計（以複合材料力學和矩形應力塊推導公式）

版構件無壓力筋雙層雙向配筋（厚版結構：基礎版、基腳、隧道襯砌、地工結構、水工結構、剛性鋪面）／＃８／





　　
　　　
　　
　　　


　　

版構件無壓力筋單層雙向配筋（薄版結構：樓地板、樓梯、殼）／＃４、＃８／Ｔ≦７５ｃｍ／



　　
　　

版構件無壓力筋單層雙向配筋／薄版結構：樓地板、樓梯、殼／＃４、＃８／Ｔ≦７５ｃｍ／

版構件無壓力筋雙層雙向配筋／厚版結構：基礎版、基腳、隧道襯砌、地工結構、水工結構、剛性鋪面／＃８／

版構件結構設計範例

範例試題／結構設計／土木工程／三等考試／特種考試地方政府公務人員考試 ＲＣ樓地板結構尺寸Ｂ５００ｘＬ９００ｘＴ１５ｃｍ，其保護層厚度２ｃｍ及以＃４為主筋，採取無壓力筋單層雙向配筋模式，長向配筋間距１２ｃｍ，短向配筋間距１８ｃｍ，以ＳＲ考慮最差尺寸撓曲強度，試檢核版撓曲強度是否足夠？建築結構高度為２８ｍ，工址位於地震一乙區，地盤種類為第二類地盤。無誤差計算，忽略剪力。 （２５分） ［參考資料］ 單位制 長度 質量 力 壓力 力矩 ＭＫＳ ｃｍ ｔ ｔｆ ｔｆ／ｃｍ２ ｔｆ－ｃｍ 鋼筋號數 標稱直徑 標稱面積 ＃４ １﹒２７ １﹒２６７ ＃８ ２﹒５４ ５﹒０６７ 鋼筋混凝土單位重 ０﹒０００００２５ 樓地板裝修面載重 樓地板活載重 ０﹒０００００３ ０﹒００００３ 水平加速度係數 一甲區 一乙區 二區 三區 Ｚ ０﹒３３ ０﹒２８ ０﹒２３ ０﹒１８ 結構系統韌性容量Ｒ 起始降伏地震力放大倍數αｙ 用途係數Ｉ ４﹒０ １﹒５ １﹒２５ 構件斷面 構件長度 ±１﹒５ ±３﹒０

解：

結構耐震設計基本公式

　　結構耐震設計以ＵＢＣ－１９９４為範本，並將Ｖ＝Ｚ_ｄＣＷ修改為舊版本的Ｖ＝ＺＫＣＩＷ的概念，採取以Ｒ和Ｔ為影響因子的組構係數Ｋ（Ｒ，Ｔ）。在此重新定義的組構係數裡，並不考慮用途係數的放大值，而應就更高用途的結構採取更高的Ｚ值，而此重新定義的Ｋ易名為「地震力係數」。地震力係數Ｋ涉及到參數Ｒ和Ｔ，而並非相同於Ｖ＝ＺＫＣＩＷ的Ｋ，此乃有關於結構特性的相關理論。





結構耐風設計基本公式

　　結構耐風設計以均勻流速的牛頓流體為依據，經單位換算為公制力ｔｆ以便於掌握計算數值，並考慮特殊地況Ｋｚｔ和高度修正值Ｋ（ｚ），以及採用不同使用條件的風壓力修正係數Ｃ。




References

1. ACI（2005）Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary (ACI 318M-05), ACI-318-05M, ACI Committee 318
2. 中國土木水利工程學會（２０１１）混凝土工程設計規範與解說（土木４０１－１００），科技圖書
3. 中國土木水利工程學會（２０１１）鋼筋混凝土學（土木４０６－１００），科技圖書
4. 中華民國結構工程學會（２００３）鋼結構設計手冊（極限設計法），科技圖書