建築結構系列(II)建築結構系統

第一章　緒論

1-1 結構系統目的
1-2 結構系統要求
　1.2.1 基本要求
　1.2.2 耐震設計要求
　1.2.3 耐風設計要求
1-3 結構設計方法
　1.3.1 彈性設計與塑性設計
　1.3.2 鋼筋混凝土結構物
　1.3.3 鋼骨結構物
1-4 結構分析設計程序
1-5 結構系統分類
　1.5.1 使用材料不同之分類
　1.5.2 力量傳遞不同之分類
　1.5.3 高層結構系統之分類
　1.5.4 構築方式不同之分類

第二章　建築物的載重

2-1 載重分類
2-2 靜載重
　2.2.1 材料重量
　2.2.2 屋面重量
　2.2.3 天花板重量
　2.2.4 地版面重量
　2.2.5 牆壁重量
2-3 活載重
　2.3.1 最低活載重
　2.3.2 斜屋頂之活載重
　2.3.3 其他活載重
　2.3.4 活載重之折減
2-4 風力載重
　2.4.1 風力特性
　2.4.2 風力階級
　2.4.3 風力計算
　2.4.4 風力之相關規定
2-5 地震力
　2.5.1 地震的起因
　2.5.2 地震波與地震紀錄
　2.5.3 地震規模與地震階級
　2.5.4 台灣的地震活動
　2.5.5 建築物對地震的反應
　2.5.6 地震力計算
　2.5.7 地震力之相關規定
2-6 其他載重
　2.6.1 土壓力與水壓力載重
　2.6.2 基礎不均勻沈陷載重
　2.6.3 溫度載重
　2.6.4 動力載重與共振載重
　2.6.5 火載重

第三章　基本應力

3-1 基本應力
　3.1.1 張應力
　3.1.2 壓應力
　3.1.3 撓曲應力
　3.1.4 剪應力
　3.1.5 扭應力
　3.1.6 溫度應力
3-2 應力的作用
　3.2.1 直接應力與撓曲應力
　3.2.2 二次應力
　3.2.3 主應力線
3-3 應力破壞行為
　3.3.1 張應力破壞
　3.3.2 壓應力破壞
　3.3.3 撓曲應力破壞
　3.3.4 剪應力破壞
　3.3.5 扭應力破壞

第四章　結構材料性質

4-1 材料基本性質
　4.1.1 彈性與塑性行為
　4.1.2 應變硬化與應變軟化
　4.1.3 安全係數
　4.1.4 載重速率與強度
　4.1.5 脆裂及疲乏
　4.1.6 殘留應力
　4.1.7 包辛吉效應
　4.1.8 等向性與非等向性
　4.1.9 乾縮與潛變
　4.1.10 鬆弛
4-2 材料的韌性
　4.2.1 延展比與韌度
　4.2.2 韌性的表示法
　4.2.3 恢復力環之性質
　4.2.4 韌性的意義
4-3 構架的韌性行為
　4.3.1 塑性鉸
　4.3.2 塑性流變
　4.3.3 崩塌機構
　4.3.4 樑柱的韌性
　4.3.5 鋼筋比與韌性
　4.3.6 韌性與耐震行為

第五章　纜索及拱系統

5-1 纜索系統
　5.1.1 纜索行為
　5.1.2 纜索應力分析
　5.1.3 纜所不穩定原因及安定方法
　5.1.4 纜索系統之應用空間
5-2 拱系統
　5.2.1 拱行為
　5.2.2 拱之分類
　5.2.3 拱應力分析
　5.2.4 三種拱之力學行為
　5.2.5 拱抵抗水平推力方法
　5.2.6 拱系統之應用空間

第六章　桁架系統

6-1 桁架行為
　6.1.1 桁架基本構成
　6.1.2 桁架應力分析
　6.1.3 桁架種類
6-2 桁架接合
　6.2.1 節點接合
　6.2.2 支承處接合
6-3 桁架系統之應用空間
　6.3.1 平面桁架系統
　6.3.2 曲面桁架系統
　6.3.3 空間桁架系統

第七章　樑柱及構架系統

7-1 樑柱及構架行為
　7.1.1 樑柱及構架之基本構成
　7.1.2 樑之力學行為
　7.1.3 柱之力學行為
7-2 樑系統
　7.2.1 懸臂樑
　7.2.2 簡支樑
　7.2.3 固定樑
　7.2.4 外伸樑
　7.2.5 連續樑
7-3 構架系統
　7.3.1 連樑柱構架
　7.3.2 簡單剛構架
　7.3.3 多層及多間剛構架
　7.3.4 超構架

第八章　格子樑及版系統

8-1 格子樑系統
　8.1.1 載重傳遞方式
　8.1.2 格子樑之力學行為
　8.1.3 格子樑設計原則
　8.1.4 格子樑系統之種類及應用
8-2 平版系統
　8.2.1 平版基本構成
　8.2.2 平版之力學行為
　8.2.3 鋼筋混凝土版之應力與配筋
　8.2.4 平版系統之種類與應用
8-3 摺板系統
　8.3.1 摺版基本構成
　8.3.2 摺板之力學行為
　8.3.3 摺板系統之種類與應用

第九章　膜及薄殼系統

9-1 膜系統
　9.1.1 膜基本構成
　9.1.2 膜之力學行為
　9.1.3 膜系統之種類及應用
9-2 薄殼系統
　9.2.1 薄殼之力學行為
　9.2.2 薄殼之基本形態
　9.2.3 圓筒殼
　9.2.4 圓頂殼
　9.2.5 雙曲拋物面殼

第十章　高層結構系統

10-1 載重傳遞
　10.1.1 垂直載重傳遞
　10.1.2 水平載重傳遞
10-2 剪力牆
　10.2.1 剪力牆型式
　10.2.2 剪力牆配置
　10.2.3 鋼筋混凝土剪力牆
　10.2.4 鋼骨斜撐
10-3 高層結構立面型式
　10.3.1 立面剪力牆之型式
　10.3.2 地面層設計
10-4 高層結構系統之種類
　10.4.1 高層建築之結構型式
　10.4.2 承重牆系統
　10.4.3 箱匣式系統
　10.4.4 無樑板系統
　10.4.5 核心式系統
　10.4.6 錯列桁架系統
　10.4.7 樑柱剛構架系統
　10.4.8 剪力牆剛構架系統
　10.4.9 核心共用系統
　10.4.10 管式結構系統
　10.4.11 高層結構系統之比較

第十一章　隔震消能系統

11-1 結構設計觀念之演變
11-2 制震裝置
　11.2.1 主動控制
　11.2.2 被動控制
11-3 隔震消能系統之相關規定

第十二章　結構修復補強

12-1 結構破壞及評估
　12.1.1 結構安全評估
　12.1.2 結構破壞
12-2 結構修復補強
　12.2.1 修復補強之定義
　12.2.2 修復補強實施程序
　12.2.3 修復補強材料
　12.2.4 修復補強工法
12-3 修復補強之相關規定

第十三章　新建築結構

13-1 超高層建築
　13.1.1 超高層建築之發展
　13.1.2 全世界超高層建築
　13.1.3 未來的超高層建築
13-2 特殊建築結構
13-3 建築發展趨勢之隱

附錄A 圖目錄

附錄B 表目錄

附錄C 參考書目及文獻

自序

　　一般建築科系學生所必須研讀的「建築結構系統」學科，其內容幾乎涵蓋土木建築之所有領域，但因為相關土木學的結構理論過於艱澀，而且都是以數學的模式來呈現，為了與土木學做必要的區隔，本學科係以其結構理論為基礎，利用簡單清晰的觀念並結合實際的應用，以及建築美學的方式來闡述，此種闡述方式，除了提供較簡易的學習途徑外，還可使土木學與建築學互相結合印證，使建築習者日後得以將此學科充分落實在建築設計上。

　　本書之前身為筆者於1987 年所編著之「結構系統概論」，該書迄今（2008 年）已銷售17 刷達2 萬冊，因原書之內容已陳舊且不合時宜，而且原書名已不能全部涵蓋所有相關建築結構之範疇，因此除了配合新資料加以修正改編外，另外再將本書易名為「建築結構系統」，以符實際。本書亦大多引用數十本中、英、日文及網路之書籍文獻及資料，將其做局部修正再配合台灣本土法令，並以筆者任教本學科二十餘年，以及開業建築師之執業經驗加以改編而成。本書之編寫亦採循序漸近之方式，條理簡潔分明並避免繁雜之贅述，倘若習者欲更進一步了解本書之相關內容，則可自行參閱本書所附之參考書目及文獻。另外，本書的最大特色為結合「理論」、「實務」、「現代」以及「本土」四者間之基本教材，又目前許多專有名詞因台灣尚無統一之翻譯，因此編寫時均以中英文互相對照，而且為了與國際接軌，所有的記年均以西元來表示之。

　　本書共分十三章，第一章為「緒論」，第二章為「建築物的載重」，第三章為「基本應力」，第四章為「結構材料性質」，第五章為「纜索及拱系統」，第六章為「桁架系統」，第七章為「樑柱及構架系統」，第八章為「格子樑及版系統」，第九章為「膜及薄殼系統」，第十章為「高層結構系統」第十一章為「隔震消能系統」，第十二章為「結構修復補強」，第十三章為「新建築結構」。其中第一章至第十章為原有之章節，此部分除將原有不合時宜之內容修正或刪除外，另外還增加新的論述。第十一章係為因應新一代隔減震結構設計觀念所增加的章節；第十二章係因台灣921 大地震所增列之修復補強章節；第十三章則為因應全球新一代建築物所增加的章節。

　　筆者於就讀大二時（1976 年）開始接觸本學科並受教於成功大學許茂雄恩師，自1976 年開始至1982 年研究所畢業為止，所有的結構觀念包括碩士論文等均由許茂雄恩師啟蒙開導，就學期間並以跨系方式修讀了土木系所相關的主要學科，因此奠定了筆者對本學科的理論基礎。爾後，筆者自1984 年自行開業建築師亦同時從事相關結構設計及特殊案件之鑑定工作，二十餘年來的工作經驗，再度奠定了筆者對本學科的實務基礎。自1983 年起迄今，筆者均鑽研於此學科之資料收集及做整理研究之工作，於1987 年出版「結構系統概論」一書後，再於2008 年一整年之時間重新改寫成本書，而且本書之所有圖表均經本事務所員工全部重新修正繪製，但因筆者並非學者，因此書中之所有資料大多引用他人之文獻，再結合台灣本土資料及筆者之實務經驗所編寫而成，在此謹向所引用資料之學者致謝。另外，對於本書之改編出版，希望能對台灣這塊土地略盡薄力，若書中有疏漏錯誤之處，尚請各位先進不吝來電或來信指教，不勝感激！