民國115年 高考三級 建築工程 建築營造與結構系統
第3題
我國建築物耐震設計規範將主要結構系統分成：承重牆系統、構架系統、 抗彎矩構架系統、二元系統（Dual System）等。請回答下列問題： 何謂二元系統？（5 分…
題目
我國建築物耐震設計規範將主要結構系統分成：承重牆系統、構架系統、 抗彎矩構架系統、二元系統（Dual System）等。請回答下列問題： 何謂二元系統？（5 分） 二元系統設計的核心概念為何？（10 分） 二元系統應具備那些特性？（10 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、二元系統之定義：二元系統（Dual System）係指建築物同時設置兩種力學特性不同之抗側力系統，共同抵抗地震力，通常由抗彎矩構架（moment-resisting frame）與剪力牆（shear wall）或斜撐構架（braced frame）組成。兩系統依相對勁度分擔地震力，且構架須具備獨立承受部分設計地震力之能力。
- 二、核心概念－雙重防線與贅餘度：二元系統之核心在於建立兩道抗側力防線，當剪力牆或斜撐構架開裂、降伏甚至局部失效時，抗彎矩構架仍能維持整體穩定與韌性，避免單一系統失效即導致崩塌，並提高結構之贅餘度（redundancy）與倒塌裕度。
- 三、核心概念－勁度與韌性互補、容量設計：剪力牆提供高勁度以控制層間位移與非結構損壞，抗彎矩構架提供變形能力與消能機制。設計時採容量設計（capacity design）精神，使牆體與斜撐具備富餘強度並維持彈性，將塑性變形引導至構架梁端，形成預期之塑性機制。
- 四、應具備之特性：兩系統須變形相容、共同工作，避免勁度差異過大造成應力集中；抗彎矩構架應能獨立承擔設計地震力之一定比例，我國耐震設計規範原則上要求至少25%；牆體與構架接合部、邊界構材須具韌性；平面與立面應力求規則對稱以降低扭轉；系統之韌性容量R值、高度限制與層間位移角須符合規範檢核。
- 五、分析與檢核要點：分析模型應同時納入兩種系統並合理模擬接合行為，檢核基底剪力分配、扭轉效應、層間位移角、牆體剪力與構架塑鉸發展順序；並應確認非結構牆與隔間不致產生短柱或軟弱層效應，以確保二元系統設計理念得以落實。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。