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。

特殊同心斜撐構架藉由斜撐構件受拉降伏與受壓挫屈兩種力學特性，來抵抗側力與消散外力所輸入之能量。本研究為一國際合作計畫，由美國華盛頓大學西雅圖分校團隊先進行試體設計，而實驗則在國家地震工程研究中心測試。研究動機是希望透過實驗觀察，瞭解特殊同心斜撐構架之受力反應，並建立ABAQUS有限元素分析模型來研究特殊同心斜撐構架之結構行為。目的是希望建立一套有限元素分析程序，以供後續實驗與分析參考。 本研究之試體為一實尺寸兩層特殊同心斜撐鋼構架，試體高度為6.66公尺，寬度為6.7公尺，斜撐排列之幾何形狀為X型。試驗總共進行三次，使用相同梁柱構架，替換不同形式之斜撐與接合板。HSS-8t與HSS-2t兩次試驗之斜撐斷面皆為HSS125x125x9鋼管，但採用不同方式設計接合板。WF-8t試驗則是使用斷面為H175x175x7.5x11作斜撐構件，而接合板設計方式與HSS-8t相同。本研究分別建立三次試驗之有限元素分析模型，進行各試體之反覆側推分析。文中將詳細介紹分析模型之材料、分析元素、邊界條件、初始缺陷與施力方式。 由試驗結果顯示此種同心斜撐系統的確能提供良好的消能能力，頂層位移角容量接近正負3%弧度，而X型配置之斜撐挫屈行為會互相牽動，所有斜撐皆發生挫屈，不會產生弱層現象。結構變形與破壞集中於斜撐與接合板，斜撐最大面外變形可達40cm，但並未對梁柱造成明顯破壞，為一可用之抗側力系統。由有限元素分析結果顯示分析模型可以準確分析特殊同心斜撐構架之斜撐後挫屈行為，對於斜撐挫屈、接合板凹折與斜撐局部挫屈行為皆可模擬。將斜撐與梁柱構架承擔之基底剪力分離後，發現在頂層側位移角小於0.28%弧度之前，斜撐可承擔90%以上之基底剪力，而當頂層位移角大於2%弧度後，斜撐承受之基底剪力約為60%，顯示特殊同心斜撐構架主要仍由斜撐承擔大部分之側力。

鋼板剪力牆是藉由鋼板易挫屈的特性，使鋼板發生挫屈之後產生拉力場(Tension Field)，由鋼板所形成的拉力場來抵抗側力並消散外力所輸入的能量，多項實驗證明其具有良好的韌性與抗剪能力，可以有效地消散地震能量。本研究以國家地震工程研究中心已完成之鋼板剪力牆之實體構架進行有限元素分析模擬，研究之目的是希望能透過比STRIP MODEL簡化模型更精準的FEM板殼元素分析方式來研究鋼板剪力牆結構行為。 本研究分析項目為:(1)分析模型建立與模擬未束制型試體的挫屈行為與進入非線性時之反應，(2)利用模擬方式分析束制型鋼板剪力牆行為反應，(3)針對抗彎構架之樑是否要採取樑翼切削設計的效用做出評估，(4)探討鋼板剪力牆耐震行為與周圍抗彎構架(MRF)之樑容量設計，並檢核其軸力-彎矩(P-M)互制行為。 本研究結果顯示：有限元素法可以準確分析鋼板挫屈後拉力場行為，MRF之樑使用樑翼切削設計時，對耐震行為有其效果；而針對不同模型進行非線性側推之分析，發現在滿足彎矩需求下設計外圍MRF，於極限狀態下MRF承擔之基底剪力比例約為系統50%；而設計不滿足彎矩需求的弱樑，得知MRF由於不能承受拉力場的完全發展，使鋼板拉力場無法發揮至極限強度，因而降低剪力牆的耐震能力。

鋼板剪力牆在外國已有許多學者進行研究，其應用不論是在新建結構物或者是結構物的補強方面，也漸受重視。雖然鋼板剪力牆是很有效且兼經濟性的抗側力系統，但過去對於多層樓鋼板剪力牆構架的研究，並未有過實尺寸的實驗研究，而常都是以縮尺的方式來設計試體，進行實驗探討其行為，這樣的試體，其可能發生的問題在於無法完全反映出在實際應用上所會遭遇到的困難，以此種思維為出發點，本研究以一實尺寸兩層樓的鋼板剪力牆構架進行子結構擬動態實驗，希望能從此次的實驗找出在實際應用上可能發生的問題，並將根據此次實驗的結果，提出有關剪力牆板周圍梁柱容量設計的建議。 本研究目的在於探討多層樓鋼板剪力牆的耐震行為，其中包括尋求較為適當的分析模型、周圍梁柱的行為探討以及束制構件的設計問題，其研究項目如下所列：(1)分析模型研究( TensionOnly Material之開發)，(2)梁柱設計方法(合成梁效應、容量設計建議)，(3)加勁型鋼板剪力牆束制構件之設計，(4)網路擬動態試驗技術。試驗試體採用一實尺寸兩層樓鋼板剪力牆構架，跨度8公尺，高度4公尺，所採用之鋼板厚度分別為3公釐(1F)及2公釐(2F)，所用之材質為求一般應用之普遍性，是採用SS400鋼板(材料特性與A36相近)，其餘鋼材則是採用A572材料。 研究結果顯示，使用本研究所提出之拉力場形成角度修正公式，應可得到較接近實際狀況的結果，利用PISA3D程式建立模型時，使用新開發之TensionOnly material來模擬strip model中拉力桿件的行為，能夠準確模擬未束制鋼板剪力牆的行為。利用本研究所提出之彎矩估算方法，可以準確估出梁上彎矩，供容量設計使用，至於柱彎矩之計算，在未來仍須進行近一步探討，在設計時，考慮樓板效應，以合成梁的概念來設計剪力牆周圍的梁斷面，可以得到較為經濟的設計結果，試體在2005年4月建構完成，預計在2006年2月進行試驗。