某鋼造構架內有二力桿斜撐，於震後挫屈變形如圖所示，試問其原設計屬何種結構系統？

本題考點

由斜撐震後的損壞型態反推鋼構架的抗震結構系統，重點在辨識「同心斜撐構架」的斜撐軸線交會於梁柱接頭、以斜撐軸力抵抗側力，而受壓斜撐整支側向挫屈正是它的典型損壞。

正解理由

先看圖：震前為方形鋼構架，四個角隅以小圓圈標示節點（結構簡圖常用來表示鉸接），兩支斜撐呈 X 形交叉，兩端都落在梁柱接頭（角隅）上；震後斜撐偏離原本的直線位置（圖中虛線為原位），整支構材呈彎曲變形，而梁、柱外框仍維持原形。題幹指明斜撐是「二力桿」，也就是只承受軸向拉力或壓力的構材。依《建築物耐震設計規範及解說》第 1.7 節，以斜撐構架抵禦地震力的系統中，斜撐不對準梁柱接頭者稱為偏心斜撐構架，斜撐對準梁柱接頭者即為同心斜撐構架；

《建築技術規則建築構造編》第 42 條第 1 項也把「以剪力牆或斜撐構架抵禦地震力」列為構架系統的定義。同心斜撐構架受側力時，一支斜撐受拉、另一支受壓，細長的受壓斜撐會發生整體側向挫屈；地震往復作用下兩支斜撐輪流受壓，震後便留下如圖的彎曲殘留變形。斜撐兩端交於梁柱接頭、以軸力傳力、損壞集中在斜撐整支挫屈，三點都對應同心斜撐構架，故選 C。

逐項排除

1. (A)

   不符合。抗彎矩構架依《建築物耐震設計規範及解說》第 1.7 節是以抗彎矩構架抵禦地震力，靠梁柱剛接節點傳遞彎矩、由梁與柱本身的撓曲抵抗側力，構架內不需要斜撐；《建築技術規則建築構造編》第 244 條之 1 也把構架分成「含斜撐系統構架」與「依靠剛接之梁柱系統保持側向穩定」的無斜撐系統構架。題圖構架內設有斜撐、節點以圓圈標示，側力由斜撐軸力承擔，損壞也發生在斜撐而不在梁端或柱端，所以不是抗彎矩構架。抗彎矩構架預期的損壞型態是梁端形成塑鉸，而不是斜撐挫屈。

2. (B)

   不符合。挫屈束制斜撐構架（BRBF）依《建築物耐震設計規範及解說》第 1.7 節為符合韌性設計要求之挫屈束制支撐構架；挫屈束制支撐以外部套管與填充材包覆核心鋼材，束制核心受壓時的整體挫屈，讓核心在受拉與受壓時都能降伏消能。正因為這套受壓挫屈束制機制是性能的關鍵，《建築物耐震設計規範及解說》第 1.7 節、附錄C 第 1 節要求挫屈束制支撐構件須進行性能試驗，確認力學行為與設計預期相符。題圖斜撐整支彎曲挫屈，正是挫屈束制支撐設計上要排除的行為；原設計若為挫屈束制斜撐，震後不應出現這種整體挫屈外形。

3. (C)

   符合。斜撐兩端交於梁柱接頭（同心），以軸力抵抗側力，受壓斜撐整體挫屈為其典型損壞，與題圖吻合，是本題所問的結構系統。

4. (D)

   不符合。偏心斜撐構架依《建築物耐震設計規範及解說》第 1.7 節為「鋼造構架中斜撐不對準梁柱接頭」者：斜撐端部與梁柱接頭之間（或兩支斜撐端部之間）刻意留出一段梁，稱為連桿梁，地震時由連桿梁剪力或撓曲降伏來消能，斜撐本身設計成保持彈性、不挫屈。題圖斜撐兩端都落在角隅節點上，看不到偏心距與連桿段，損壞也在斜撐而不在梁段，兩處都與偏心斜撐不符。

記憶點