一般在具剪力牆與特殊抗彎矩構架的鋼筋混凝土二元系統中，剪力牆與特殊抗彎矩構架兩者，通常以何系統之鋼筋會先行降伏？此外，何系統應特別處理韌性設計細節？

本題考點

鋼筋混凝土二元系統中，剪力牆與特殊抗彎矩構架的勁度差異如何決定降伏先後，以及兩者在耐震韌性設計上的分工。

正解理由

依《建築技術規則建築構造編》第 42 條第 1 項，二元系統以完整立體構架承受垂直載重，並以剪力牆與韌性抗彎矩構架共同抵禦地震水平力；抗彎矩構架與剪力牆「應設計使其能抵禦依相對勁度所分配之地震力」，抗彎矩構架另須能單獨抵禦百分之二十五以上的總橫力。剪力牆的面內勁度遠大於梁柱構架，在同一樓層側位移下會分到大部分地震力；而且剪力牆是很深的懸臂構件，牆底在很小的側位移下就達到撓曲降伏，梁柱構架則要到較大的層間變位才會降伏。

因此地震時是剪力牆底部的鋼筋先行降伏、形成塑性鉸，之後地震力重新分配，由抗彎矩構架擔任後備防線。剪力牆既然是先進入塑性、要在後續反覆變形中持續消散能量的構件，就必須具備韌性細節，《建築技術規則建築構造編》第 412 條將抵抗地震力之結構牆的剪力設計強度、鋼筋配置與邊界構材等細節交由設計規範規定；而抗彎矩構架在牆降伏後要承接重分配的地震力並經歷大變形，同編第 42 條第 1 項在二元系統中直接稱它為「韌性抗彎矩構架」，同樣要處理韌性細節。

《建築技術規則建築構造編》第 42 條第 1 項並明定建築物應進行韌性設計，設計地震時得容許產生塑性變形，但韌性需求不得超過容許韌性容量。剪力牆先降伏、兩者都要做韌性細節，故選 B。

逐項排除

1. (A)

   前半「剪力牆先行降伏」正確，後半錯誤。剪力牆正是最先進入塑性的構件，若只在抗彎矩構架做韌性細節，牆底塑性鉸區的混凝土可能壓碎、縱向鋼筋可能挫屈，牆會以脆性方式失去承載力而無法持續消能。應改為「剪力牆與特殊抗彎矩構架兩者均須處理韌性設計細節」才對。

2. (B)

   正確。降伏順序（勁度大的剪力牆先吃力、先降伏）與韌性分工（牆是第一道消能構件、構架是後備防線，兩者都要韌性細節）兩部分都與《建築技術規則建築構造編》第 42 條第 1 項的二元系統定義及韌性設計原則相符。

3. (C)

   兩處錯誤。其一，降伏順序顛倒：抗彎矩構架勁度較低，依相對勁度分到的地震力較小，且其降伏所需的層間變位較大，不會先於剪力牆降伏；其二，韌性範圍漏了剪力牆。應改為「剪力牆先行降伏，剪力牆與特殊抗彎矩構架兩者均須處理韌性設計細節」。

4. (D)

   後半「兩者均須處理韌性設計細節」正確，但前半降伏順序顛倒。考生常以為「構架比較柔、比較會變形，所以先壞」，其實柔的構件分到的力小，同樣的側位移下仍在彈性範圍內；先降伏的是勁度大、分到大部分地震力的剪力牆。應把前半改為「剪力牆先行降伏」。

記憶點