結構系統規畫

第一章　結構系統概念

緒論
結構系統設計步驟
結構系統的選擇
結構桿件尺寸及材料的決定
載重計算
應力分析
構材設計
基礎及安全措施的設計
安全因數
安全因數的意義
安全因數的功用
容許超載的作用
容許結構分析時對結構作適當的簡化
容許材料部分瑕疪之補救
容許構材尺寸因施工造成之誤差
極限強度設計法
工作應力設計法
安全因數計算例
結構系統計畫
規畫階段
建築物尺度
基地特性
內部空間計畫需求
防火標準
預算
草圖設計階段
造型
垂直動線
水電空調管道配置
材料
結構系統設計之策略
周邊需求
美學需求
替代方案及經濟選擇
初步定案設計
建築設計之細部處理
機械、電力消防等系統之設計
結構系統設計
初步結構分析
合約建檔階段
建築設計的最終細節研討
機械電力消防等系統的最終細節研討
結構設計最終細節研討
結構細部分析
施工階段
營運管理階段
結構安全性考慮之因素
結構系統應配合力流的型態
垂直載重之安全
水平載重之安全
基礎土壤之安全
防火設計
高層建築之耐震系統
安全性綜合評估與經濟設計
結構系統設計理論之發展
動力分析
安全數與可靠度分析
地震波記錄與應用
基礎設計的耐震考慮
耐震設計的分離技術
隔間牆之耐震效果

第二章　影響結構系統設計之基本需求

緒論
結構機能上的需求
空間機能
承載機能
結構美學上的需求
橫向表現
直向表現
橫直表現
面體表現
混合表現
結構使用性之需求
撓度
震動
音的傳導
水密性
結構體體積之變化
防火
耐久性
結構施工
經濟
工期
未來增建之可行性
品質控制
施工方法
結構平面與立面的造型
結構平面與立面的基本造型
平面與立面之退縮
建築物外牆的開口
開口對牆面之不良影響
建築物內部之隔間
建築物服務核的配置

第三章　結構載重

緒論
結構載重的種類
靜載重
材料重量
屋面重量
天花板重量
地板面重量
牆壁重量
固定於建築物構造上各物之重量
活載重
活載重之定義與種類
活載重之標示
活載重折減
斜屋頂之活載重
活載重配置
梁端部與外側柱之最大負彎矩
梁中央之最大彎矩
梁中央最小正彎矩及內柱之最大彎矩
設備載重
車輛載重
公路車輛載重
鐵路車輛載重
衝擊載重
土壓力
側向土壓力
垂直土壓力
水壓力
拖曳力
穩定水流拖曳力
不穩定水流拖曳力
波浪慣性力
穩定流波浪慣性力
不穩定流波浪慣性力
爆炸載重
爆炸之種類
一般火藥爆炸
核爆炸
核爆威力
火球
原子雲
熱幅射
爆震
彈坑
風力
風力之計算
風力
最小風壓力
風昇力
斜屋頂風力
傾倒作用
風力錨固
形狀因數
空腹形狀因數
風力擺動
風洞試驗
地震力
地震的成因
膨脹理論
反彈理論
海床板塊理論
地震波
垂直波
剪力波
雷氏波
愛氏波
地震紀錄
震度階級與地震規模
震度階段
地震規模
地震能量
地震力分析
靜力分析
最小總橫力
震區係數
組構係數
震力係數
用途係數
結構重量
橫力之豎向分配
動力分析
動力分析的適用範圍
動力分析之目的
動力分析之方法

第四章　結構材料的特性

彈性模數
塑性流變與塑性鉸
塑性流變的定義
塑性流變對建築結構的意義
塑性流變對結構的第一個意義
材料若具有塑性流變現象時，對超靜定結構將會增加其破壞載重之承載量
具塑性流變現象的材料
塑性流變與應力集中之關連性
應力集中產生之接觸應力
塑性流變緩和應力集中之影響
塑性流變與施工之相關影響
梁斷面之塑性流變
塑性鉸
塑性鉸與實際鉸之不同
簡支梁之塑性鉸
固定梁之塑性鉸
超靜定構架之塑性鉸
載重速率與材料強度
脆性與韌性
韌性對混凝土結構的重要性
可確保鋼筋發揮韌性效果
可防範非預期性之載重
提供破壞之預警作用
可折減動力載重
有利於塑性鉸的形成
韌性表示的方法
影響結構韌性之因素
影響梁斷面韌性之因素
影響梁構材韌性之因素
柱之韌柱
梁柱接頭之韌性
剪力牆之韌性
梁構材之韌性計算
材料之韌度
韌度的定義
能量消耗
恢復力環的意義
材料之潛變與疲勞
材料之潛變
材料之疲勞
疲勞破壞產生之因素
疲勞檢核之時機
結構材料的選擇

第五章　結構系統基本構材

緒論
結構單元的種類
壓力構件
壓力構件之定義
壓力構件之斷面型式及其優劣點
單角鋼
雙角鋼
結構T型斷面
單槽鋼
W斷面
管型斷面
組合斷面
壓力構件之屈曲及尤勒公式
長細比
壓力構材與拉力構材力學性向之相異
屈曲
尤勒公式
拉力構材
拉力構材之定義
拉力構材之史及發展
拉力構材斷面種類及用途
拉力構材及懸索之應用
懸索不穩定之安定方法
懸索端部拉力之處理方法
撓曲構材
撓曲構材之定義
撓曲構材之歷史及發展
撓曲構材之種類及用途
梁之力學行為
梁之近似分析
懸臂作用及連續設計對梁之影響
撓曲壓構材
撓曲壓構材之定義
撓曲壓構材之破壞型式
應力降伏破壞
彎曲面之不穩定破壞
側向屈曲破壞
主軸面之不穩定破壞
扭曲及彎曲破壞
撓曲壓構材之特性
接合部
接合部之功用
接合部單元的種類
鋼結構之接合
鉚釘或螺栓接合設計應注意事項
鉚釘或螺栓接合之破壞類型
混凝土結構之接合
鋼筋細部設計之內容
耐震設計之梁柱接頭
拱構材
拱構材之定義
拱之發展及分類
拱之發展
拱之種類
拱之力學行為比較
拱端部水平推力之處理方法
二力桿構件
二力桿構材之定義
桁架之發展歷史
桁架類型與用途
桁架力學行為之假設
桁架之分析方法
環構材
環構材之定義
環構材之歷史及演進
環之種類及用途
環構材之力學行為
環之近似分析
基礎
基礎之定義
基礎之種類
版基
牆基
擴展基脚
基座基脚
聯合基脚
連續基脚或帶狀基脚
筏基
樁基
木樁
灌鑄樁
鋼殼樁
殼型樁
鋼管樁
預力樁
預鑄樁
型鋼樁
墩基礎

第六章　結構系統之分類

緒論
依使用材料之分類
木結構系統
圬工結構系統
鋼結構系統
鋼筋混凝土結構系統
混合材料結構系統
依承載作用之分類
梁承載作用系統
懸吊承載作用系統
拱承載作用系統
複合承載作用系統
其他
依力流傳遞之分類
型態作用系統
向量作用系統
體積作用系統
面作用結構系統
傳遞垂直負載之結構系統
依平面及空間之結構分類
平面結構系統
剛構架結構系統
外殼式結構系統
桁架結構系統
拱結構系統
核心式結構系統
壁式結構系統
版式結構系統
空間結構系統
空間構架系統
懸吊式結構系統
摺版結構系統
薄殼結構系統
帳蓬結構系統
氣囊結構系統
耐橫力（耐震、耐風力）結構系統

第七章　平面結構系統

剛構架結構系統
純矩形剛構架系統
含剪力牆、斜撐剛構架系統
連層配置型
分散配置型
大剛架系統
斜柱、梁剛構架系統
斷柱式剛構架系統
桃空式剛構架系統
不規則平面剛構架系統
外殼結構系統
純剛構架外殼系統
含斜撐剛構架外殼系統
桁架結構系統
平行弦桁架系統
山形桁架系統
拱結構系統
核心式結構系統
中央核心式系統
周邊核心式系統
壁式結構系統
版式結構系統
平版系統
格子及華福版系統
中空樓版系統
櫊柵版系統

第八章　空間結構系統

空間構架系統
雙重格子式空間桁架系統
斜撐式筒形及圓頂系統
應力膜系統
懸吊式結構系統
單向懸吊屋頂結構系統
雙向懸吊屋頂結構系統
放射狀懸吊屋頂結構系統
複合式懸吊屋頂結構系統
懸吊樓版結構系統
摺版結構系統
角筒摺版系統
角錐及多角形摺版系統
薄殼結構系統
長筒薄殼系統
短筒薄殼系統
球形（廻轉面）薄殼系統
HP（絨織面）薄殼系統
帳蓬結構系統
氣囊結構系統
空氣支承式系統
空氣膨脹式系統

第九章　結構系統配置原則及高樓結構系統

結構系統配置原則
建築物的平面形狀
建築物的立面形狀
相異形狀之連接
設置伸縮縫
增加交界處版厚並施設補強鋼筋
結構系統平面配置的觀念
剪力牆之平面配置
剪力牆的配置原則
實例說明
結構系統立面配置之觀念
配置於立面之剪力牆應注意其連續性
剪力牆配置不宜過高
高樓結構系統設計
高層建築立面耐震設計之應用
利用個的結構系統支承上部的結構
利用各種構造方式，調整立面結構系統
地震區高樓常用之結構系統
各種結構系統行為之分析及應用
承重牆式含剪力牆系統之結構行為
縱向牆
橫向牆
兩向牆
核心式系統之結構行為
剛構架系統之結構行為
平行交叉構架
封袋式構架
雙向交叉構架
牆：梁系統之結構
剛構架與剪力牆併用系統之結構行為
鉸接構架：剪力牆系統
鉸接構架：Vierendeel剪力牆互制系統
剛構架：剪力牆互制系統
平版結構系統之行為
剪力牆：構架互制系統，外加剛性帶狀桁架之結構行為
管狀系統之結構行為
空管式系統
管內補強式系統

第十章　建築物特徵及耐震設計

緒論
住宅建築之特徵及耐震設計
低層多戶住宅建築
建築特徵
耐震應考慮事項
解決耐震設計之方法
高層住宅建築：公寓式建築及旅館
建築特徵
耐震應考慮事項
解決耐震設計之方法
辦公室建築物之特徵及耐震設計
低層辦公室建築
建築特徵
耐震應考慮事項
解決耐震設計之方法
中、高層辦公室建築
建築特徵
耐震應考慮事項
解決耐震設計之方法
醫院建築物之特徵及耐震設計
低層醫療設施建築
建築特徵
耐震應考慮事項
解決耐震設計之方法
中、高層醫療設施建築
建築特徵
耐震應考慮事項
解決耐震設計之方法
學校建築物之特徵及耐震設計
低層教育性建築
建築特徵
耐震應考慮事項
解決耐震設計之方法
高層教育性建築
建築特徵
耐震應考慮事項
解決耐震設計之方法
商業建築物之特徵及耐震設計
低層商業性建築
建築特徵
耐震應考慮事項
解決耐震設計之方法
多層商業性建築
建築特徵
耐震應考慮事項
解決耐震設計之方法
工廠建築物之特徵及耐震設計
低層工業性建築
建築特徵
耐震應考慮事項
解決耐震設計之方法
長跨距建築物之特徵及耐震設計
長跨距屋頂
建築特徵
耐震應考慮事項
解決耐震設計之方法
車庫建築物之特徵及耐震設計
消防隊、車輛保養廠
建築特徵
耐震應考慮事項
解決耐震設計之方法
圖書館建築物之特徵及耐震設計
含設書庫之中、高層圖書館
建築特徵
耐震應考慮事項
解決耐震設計之方法

第十一章　最佳結構系統設計

緒論
數學規劃
最佳設計的步驟
建立數學規劃模式
建立規畫變數及最佳設計之規畫式
選擇規畫方法並求解
數學規畫在結構設計上之應用
結構最佳設計的規畫變數
結構最佳設計的束制條件方程式
設計上的束制條件
結構材料力學行為上的束制條件
結構最佳設計的目標函數
實例分析
數學規畫在建築設計上之應用
建築規畫最佳設計實例分析
結構系統方案評估與選擇
方案的激盪與產生
由結構系統資料庫尋覓
腦力激盪法
視覺心像法
替代方案之比較及選擇
建築規畫最佳設計實例分析

參考書目

附錄一　結構系統選用表
附錄二　最佳結構設計程式使用說明
附錄三　最佳結構設計程式