本報告將填充型鋼管混凝土柱柱內連續板設計之美日規範及文獻相關內容彙整，並針對填充型鋼管混凝土柱與 SRC 梁梁柱接頭進行實尺寸試驗以及局部柱內連續板的構件試驗，目的為研究接頭力學傳遞行為及破壞機制。邀請學術界及業界針對目前 CFT 梁柱接頭設計及實驗結果進行討論，歸納出規範不足之處，擬定台灣鋼骨鋼筋混凝土規範中梁柱接合相關條文修訂建議。

美國ACI 318-19 規範將鋼筋容許使用強度提升至 690 MPa (100 ksi )等級，在竹節鋼筋直線受拉伸展長度公式中新增鋼筋強度等級修正因子 Ψg，當鋼筋強度等級超過420 MPa 時，對於 550 與 690 MPa 者，其受拉伸展長度須依鋼筋強度計算後分別放大 1.15 與 1.3 倍 （即 Ψg 因子分別為 1.15 與1.3）。本文為確認在不同強度混凝土下，550 與 690 MPa 等級的高強度鋼筋與拉力直線伸展長度間的關係。本研究共進行20 組梁端的竹節鋼筋直線握裹試驗試體，伸展鋼筋分別採用 420、550 與690 MPa 三種強度等級之#10鋼筋，除變化鋼筋強度等級與混凝土強度外，同時也變化混凝土保護層及橫向鋼筋圍束的劈裂指數與鋼筋表面之幾何形狀指標 Rr（節高與節距之比值）等參數。 試驗結果顯示，對於Rr 值介於0.087 至0.154 間之鋼筋，其直線拉力伸展長度與欲發展的鋼筋應力大致仍呈線性關係。試驗強度結果也發現， 20組試體中有15 組發生如預期的劈裂破壞，其中試體之劈裂指數介於3.87 與4.92，皆超過規範上限值 2.5，且當試體達極限握裹強度仍依劈裂指數線性比例提升，故建議可將劈裂指數上限值 2.5 適當放寬。另外，從試驗握裹應力的分析中也證實，若混凝土強度與劈裂指數分別採用 70 MPa 與2.5 的上限限制時，規範 ACI318-14 計算所得之直線伸展長度的試驗平均握裹應力比介於 1.7 至2.4 之間，可提供充分的安全餘裕，因此建議可將該公式的混凝土強度上限從 70 MPa 放寬至 100 MPa，同時在規範 ACI 318-19 之受拉伸展長度公式計算中，也無須額外考慮鋼筋強度等級修正因子 Ψg。最後對於握裹應力與鋼筋滑移之間的關係，本文也利用分割不同區域之滑移段，分別進行回歸，並將其合併為一條應力與滑移的預測模型。

近年來，都會區建築趨向高樓化，以住宅多為鋼筋混凝土造建築而言，在考量營建成本及安全性的條件下，預鑄工法逐漸成為營建產業發展之重點，伴隨鋼筋續接器的應用更為普遍。目前鋼筋機械式續接之相關規定已納入新版建築物混凝土結構設計規範中，包含鋼筋續接之檢驗頻率、試驗程序及性能允收準則等，且鋼筋強度等級上限已提升至 690 MP，供業界作為設計與施工之依據。然而，現地場鑄或工廠預鑄之施工條件下，鋼筋籠組裝與構件吊裝之精密度將影響鋼筋續接的施工性與續接性能，若續接鋼筋與續接器安裝上出現偏移，或因兩者軸度不同產生歪斜，皆有可能影響鋼筋續接之性能。考量上述情形，本研究將根據建築物混凝土結構設計規範規定之第三類(SA 級)機械式續接器，依其試驗程序及允收標準進行 SD 490W 鋼筋套管式續接器之「單向拉伸及滑動試驗」與「高塑性反復負載試驗」，並於該試驗中納入續接器單體接合試體之偏移與偏斜參數，以驗證鋼筋續接器於實際工程應用上之續接性能。

本計畫針對T Park B 基地工程之鋼筋混凝土造預鑄之隔震建築物，其三層樓以上之預鑄部分進行個案特別施工記錄與審查。材料方面，本案採用 SD 490W 強度等級之縱向鋼筋、SD 790 強度等級之橫向鋼筋、及設計強度為70 MPa 之混凝土；預鑄工法方面，採用雙蓮根梁預鑄工法興建，其製作與吊裝精密度要求有別於傳統預鑄工法，需控制在 3 mm 至5 mm 內。本案原規劃之單樓層施工循環工期目標為 7 天，歷經數樓層預鑄構件吊裝與施工經驗的累積，單樓層施工循環工期的學習曲線由三樓的 16 天縮短到二十五樓的 8 天。

依據國內現行混凝土結構設計規範規定，特殊抗彎構架（SMF）梁柱構件之主筋強度上限為420 MPa，若將鋼筋強度提高，有助於鋼筋用量的縮減或改善混凝土澆置品質的提升。因應ASTM A706與CNS 560均增列強度等級550 MPa的耐震結構用鋼筋（SD 550W）標準，與美國ACI 318-19規範將SMF之主筋用鋼筋強度等級放寬至550 MPa，為探討SD 550W鋼筋是否適用台灣現行規範之耐震設計規定，本研究將應用 SD 550W鋼筋進行鋼筋拉伸試驗、鋼筋與混凝土握裹試驗及柱與梁柱接頭構件的耐震性能試驗，以確認台灣產製的SD 550W鋼筋力學性質、與SD 550W鋼筋在混凝土中的握裹強度及柱構件與梁柱接頭構件的耐震性能。試驗結果顯示，符合耐震設計規定之鋼筋混凝土構件，其採用SD 420W或SD 550W鋼筋之耐震性能相當。

本研究針對鋼骨外包覆鋼筋混凝土梁構件之鋼筋配置細節與鋼柱接合型式，探討此類構件混凝土包覆部份對彎矩強度的貢獻與計算方式，以及對SC梁的鋼梁梁翼部份進行(1)梁翼切削、(2)梁翼切削後搭配擴翼、(3)腹板兩側不填充混凝土、(4)增加翼板切削深度及(5)翼板切削段加長等五組參數變化試體，進行構件反覆載重試驗及分析。其次，在此類構件設計時，因其梁主筋並未連接至柱，故梁彎矩強度僅計算其鋼梁部份，而其鋼筋混凝土部分之強度則不考慮，但應可適切考慮鋼筋混凝土部分之承壓強度對SC型梁構件強度之貢獻。為釐清上述構件行為，故規劃本次試驗研究以建議SC梁設計時考量混凝土貢獻之彎矩強度計算方法及勁度貢獻，並檢核此類型梁柱接頭是否合格與探討其韌性行為表現。

抗彎構架(moment resisting frame, MRF) 系統為最穩定且可靠之建築耐震結構系統之一，而該系統之耐震性能取決於梁柱接合(beam-to-column connection)之韌性容量。在符合強柱弱梁(strong column-weak beam)之耐震設計原理下，本系統消散地震所輸入之能量主要來自梁端撓曲塑鉸(flexural hinges at beam end)提供。為達此目的，其梁柱接合應能提供梁端順利發展充分之非線性撓曲變形能力，且在達預期變形能力下能發揮穩定之應變硬化強度。如何使抗彎構架結構系統之梁柱接合能滿足規範規定之變形需求與發展預期之強度容量，為本研究主要探討的議題。 本研究參考美國鋼結構設計規範耐震特別規定中預先驗證合格接合(pre-qualified connection)之觀念，收集國內外各種適用於建築抗彎構架結構之梁翼銲接型梁柱接合，建立台灣鋼構造預先驗證合格之耐震梁柱接合應用平台，依此預先驗證平台，建構國內預先驗證合格之梁柱接合資料庫，其柱構件包括組合型箱型柱（built-up box column）與H型柱。本文共收錄九種剛性銲接型梁柱接合，依梁構件強度發展強弱可分為三類：(1)接合細節改良型接合，(2)強度減弱型接合，(3)強度增強型接合。本研究除說明各種梁柱接合之發展背景及設計原理外，並將試驗條件與結果整理以表格與圖說方式呈現，也列出參考文獻以資追溯。此外，本研究也繪製梁柱接合參考圖，且邀集國內鋼結構界之專家提供意見、討論、修正與確認圖說，並將該參考圖置於本報告之附錄，與公開於國震中心網站免費自行下載，提供工程師進行相關實際工程設計時參考應用。為方便提供設計者進行設計時之參考，本報告也收錄台灣2007年版規範與美國2010年版規範中，有關建築物鋼結構抗彎構架系統耐震設計之相關條文。

本研究針對鋼骨外包覆鋼筋混凝土梁構件之鋼筋配置細節與鋼柱接合型式，探討此類構件混凝土包覆部份對彎矩強度的貢獻與計算方式，以及SC梁的鋼梁梁翼部份進行梁翼切削、抑或增設剪力釘或腹部加勁板對此類梁構件之影響，進行構件反覆載重試驗及分析。其次，在此類構件設計時，因其梁主筋並未連接至柱，故梁彎矩強度僅計算其鋼梁部份，而其鋼筋混凝土部分之強度則不考慮，但應可適切考慮鋼筋混凝土部分之承壓強度對SC型梁構件強度之貢獻。為釐清上述構件行為，故規劃試驗研究以建議SC梁設計時考量混凝土貢獻之抗彎矩強度計算方法。

本研究主要針對梁翼鑽孔之強度減弱型與梁翼無加勁之細節改良型兩種接合進行試驗研究，探討其耐震性能。兩組試體均採用現場銲接之梁柱接合細節，其試體鋼材使用A572 Grade 50材質。試驗結果顯示，使用梁翼鑽孔式之強度減弱型接合可提供總變形轉角5%弧度或塑性變形轉角3.3%弧度之變形能力，符合美國與台灣鋼結構耐震設計規範之變形要求，此顯示其梁柱接合具有優異的耐震性能；而採用梁翼無加勁之細節改良型梁柱接合，具有總變形轉角4%弧度或塑性變形轉角2.6%弧度之變形能力，僅符合美國鋼結構設計規範之變形要求，但無法提供3%弧度之塑性變形能力。

本研究共進行兩組試驗，探討拱頭式鋼骨抗彎梁柱接合之耐震性能，其中一組試體採梁擴翼之增強型梁柱接合，與柱構件接合之梁腹板使用雙圓弧型扇形開孔細節；另一組採用無扇形開孔之細節改良型梁柱接合。兩組試體之梁柱接合均以短梁與柱構件相接，其電銲與栓接接合於工廠製作成拱頭型式，再於工地現場與一梁段續接。所有試體梁構件鋼材使用A36材質，柱構件則採用SN490B材質。試驗結果顯示，兩組試體均可提供總變形轉角5%弧度或塑性變形轉角3.6%弧度以上之變形能力，分別符合美國與台灣鋼結構設計規範之變形要求，且在預期發生塑角處之應變硬化因子均可達1.30以上。此結果也驗證，採用梁擴翼之強度增強型或無扇形開孔之細節改良型梁柱接合，搭配拱頭式施工法與細節均具有優異的耐震性能。

本研究主要探討鋼筋混凝土韌性抗彎構架中，梁主筋於梁柱接頭無法連續時，90°標準彎?錨定方向對梁柱接頭耐震行為之影響。根據現行ACI 318-08第21.7.5.1節及土木401-96第15.6.4.1節規定，“受拉鋼筋之90°彎?應置於柱或梁構材之圍束核心 ( confined core ) 中”，因此一般認定當受拉梁主筋必須於梁柱接頭中結束時，錨定用之90°彎鉤應朝向交會區中心，另外依據由梁柱交會區受剪力之壓拉桿模型也發現，在交會區受剪極限狀態下，梁主筋之90°彎?朝向交會區中心比朝向交會區外側，可提供交會區較佳之圍束作用。本研究共進行八組實尺寸梁柱接頭 ( 五組內柱梁柱接頭及三組外柱梁柱接頭 ) 試驗，試體之梁柱交會區剪力強度分別ACI 318-08規範與軟化壓拉桿模型建議之強度設計，對梁端施加反覆逐漸增大之位移載重進行試驗，探討梁下層主筋在梁柱接頭不連續時，其90°彎?往梁柱交會區核心外部錨定對梁柱接頭強度及韌性與梁端塑鉸發展之影響。

預力預鑄梁柱結構系統，使用無握裹預力鋼腱貫穿梁而連結柱，在地震過後利用預力鋼腱的預力作用，使構架回到原來的位置(Self-centering)，並可以降低地震後結構的殘餘變位。但是應用於實際結構時，剛性樓板勢必降低梁柱界面開口。因此，有必要針對樓板傳力機制進行研究。 本文為探討預力預鑄混凝土立體構架在雙向載重下之樓板傳力機制。建造一組單跨單層含樓板梁柱之立體構架，包含4根柱、4根梁以及2塊裝組合樓板。4根柱及2根梁分為兩組平面構架，即重力構架和預力構架。為了模擬真實地震力作用，力量加載由重力構架作雙向加載，經由2塊裝樓板和2根橫向梁，將地震力傳遞至預力構架。樓版及橫向梁皆施加預力，具有自回位之功能，同時不會影響預力構架梁柱接頭界面之開啟。 主要研究參數為兩塊裝樓板及橫向梁的預力變化對其傳力行為研究，並探討立體構架在雙向載重下之耐震行為。實驗結果顯示此結構系統在雙向載重下都能維持彈性關係只有微細裂縫，同時結構具有自回位的功能。

預力式建築結構系統具有自我復位能力及殘餘變位很小之特性，在台灣尚未對此類型之結構系統進行模型分析與研究，因此本研究即針對預力式建築結構系統進行反應譜參數分析，藉由參數分析以認識各參數對預力構件行為的影響，期望能作為相關設計參考之用。 分析結果顯示預力構件中之預力鋼鍵及消能裝置之特性將明顯地影響預力構件之整體遲滯消能。另外，利用PISA3D 非線性結構分析軟體可對預力構件之遲滯行為準確模擬。

本試驗將HADAS 鋼板消能器安裝於一足尺三層樓鋼構架上，進行振動台動力構架試驗，以測試HADAS 鋼板消能器應用在構架上對受地震造成的結構反應折減效果。並另進行HADAS 鋼板消能器的構件靜態反覆載重試驗，以測試HADAS 鋼板消能器的力學行為，以提供結構設計時之依據。 規劃對長向加裝HADAS 鋼板消能器構架與雙向加裝HADAS 鋼板消能器構架均施予單向地震、雙向地震與三向地震三種地震輸入型式。最大地表加速度達0.5g。並規劃十一組構件試驗試體，以了解HADAS 鋼板消能器尺寸、材料性質與方向性對其力學性質的影響。 由振動台試驗結果可知HADAS 鋼板消能器能發揮遲滯消能的作用，有效降低構架受震反應。雙向加裝HADAS 鋼板消能器之構架與不含消能器的抗彎矩構架，在地表加速度0.5g 作用下相比較，其柱剪力折減率可達90％以上，樓層位移折減率可達92％以上。由構件反覆載重試驗的遲滯迴圈圖，可知若能避免HADAS 鋼板消能器於淨寬最小處產生過大的應變而造成斷裂情形時，HADAS鋼板消能器具有穩定且飽滿的遲滯迴圈，最大變位角γ可達到0.25弳度以上；由疲勞測試可知，採反覆變位角γ為0.17弳度時，加載次數可達53 圈，故HADAS 鋼板消能器具有優良的韌性消能特性。

本試驗將TADAS 鋼板消能器安裝於一足尺三層樓鋼構架上，進行振動台動力構架試驗，以測試TADAS 鋼板消能器應用在構架上對受地震造成的結構反應折減效果。 本研究對雙向加裝TADAS 鋼板消能器構架施予單向地震、雙向地震與三向地震三種地震輸入型式。最大地表加速度達0.5g。 由振動台試驗結果可知TADAS 鋼板消能器能發揮遲滯消能的作用，有效降低構架受震反應。加裝TADAS 鋼板消能器之構架與不含消能器的抗彎矩構架之動態反應，在地表加速度0.5g 作用下相比較，其柱剪力折減率最大可達91％以上，樓層位移折減率最大可達93％以上。由TADAS 鋼板消能器的遲滯迴圈圖，可知TADAS 鋼板消能器具有穩定且飽滿的遲滯迴圈，韌性比可高達6，顯示TADAS 鋼板消能器具有優良的韌性消能特性。