鋼筋混凝土造建築物之耐震設計攸關國人生命財產安全，其結構設計及細部配筋應依循部頒「混凝土結構設計規範」，其內容主要以美國混凝土學會ACI 318規範2005年版為藍本，過去15年來ACI 318規範已經經歷4次改版更新，內容與架構已有很大的變化。有鑑於此，在本所與中國土木水利工程學會的共同努力下，已研擬新版混凝土結構設計規範之草案。
國人基於建築外觀及空間利用之考量，建築物柱斷面時常設計為長方形，且梁中心線時常不能通過柱中心線形成柱梁偏心接合，偏心梁對接頭區會造成意外扭矩，減損接頭耐震抗剪強度，現行設計規範針對偏心梁連續貫穿接頭之情況，依偏心程度折減其接頭抗剪強度，惟此折減公式係根據偏心梁連續貫穿接頭之實驗歸納而來，然而實務上常見柱斷面長寬比值達2.0甚至2.5，梁柱不但是偏心接合，接頭兩側所接之梁甚至不連續，梁主筋分別中斷錨定於接頭內，形成錯位偏心梁柱接頭，此類偏心梁柱接頭之耐震行為複雜，亦不在現行設計規範所考慮的情況，因為錯位偏心梁柱接頭剪力強度如何計算未有明確的規範或依據，造成工程師認知不一致，相同的梁柱接頭剪力強度計算結果可能相差一倍以上，亟待釐清檢討改善，避免設計錯誤。
國內外絕大多數的梁柱接頭實驗為無偏心之梁柱接合，偏心梁柱接頭之實驗成果非常稀少，而且幾乎都是梁連續貫穿接頭的情況，我國建築工程常用長方形柱斷面且兩長邊各接一偏心梁且梁不連續，形成錯位偏心梁柱接合，此類接頭之實驗數據相當罕見，但實務上確有需要。現行混凝土結構設計規範第15.6.3節和新版規範草案第18.5.4節並未涵蓋此類偏心接頭，為確保建築結構安全，本研究檢討此類接頭之耐震抗剪強度，藉由大型結構實驗探討鋼筋混凝土柱接不同偏心距之梁，其接頭剪力強度之衰減程度，補足過往實驗經驗不足之處，俾利規範審議時參考引用，讓設計及施工單位有所依循，確保建築結構耐震性能及國人生命財產安全。
我國現行混凝土結構規範與美國ACI 318-14規範或更早版本相同，將接頭剪力計算強度分成3個等級：接頭4面皆受梁圍束、3面或一雙對面受梁圍束、及其他情況，接頭面受梁圍束是指梁構材構入接頭側面之梁寬度須不小於3/4柱寬，此經驗法則源自ACI 352梁柱接頭委員會報告，僅圍束作用之定義稍有修正。本所與中國土木水利工程學會研究成果提出的新版規範草案，係參照美國ACI 318-19規範依柱連續性、產生剪力方向之梁連續性以及兩側有無橫向梁提供圍束作用將接頭剪力強度分級。
本研究規劃測試4類共8座梁柱接頭試體，如圖1所示，情況A是連續的梁貫穿接頭且中心線通過柱中心之正交梁柱接頭，作為標準對照組；情況B是連續梁貫穿梁柱接頭但有偏心距，是典型的單邊偏心梁柱接頭；情況C和D都是梁不連續，其中情況C是一側梁無偏心、一側有偏心，情況D是兩側梁錯位偏心。
首先，低剪力需求的系列I標準試體斷面設計如圖2所示，假設混凝土抗壓強度fc'=350kgf/cm2，鋼筋規定降伏強度fy=4200kgf/cm2，設計標準梁斷面寬500 mm、深度600 mm，梁上下層撓曲鋼筋分別為6支D25鋼筋(鋼筋比1.14%)，柱斷面寬1000 mm、深度500 mm以便測試寬柱-窄梁偏心接合之差異，柱主筋配置16支D25鋼筋(鋼筋比1.62%)，另柱深度500 mm為梁主筋直徑之20倍，符合規範要求之最小柱深度。依照梁是否連續以及是否偏心命名4座試體為1A、1B、1C、1D，接頭參數如表1所列。
接著將梁主筋量提高為8支D25鋼筋(鋼筋比1.52%)，梁柱斷面計算彎矩強度求出接頭剪力需求為368 tf (提高38%)，然後依照梁是否連續以及是否偏心，命名4座試體為2A、2B、2C、2D，接頭參數如表2所列，因應梁彎矩強度提高，系列II之柱斷面尺度不變，但主筋增加為20支D25鋼筋(鋼筋比2.03%)，使接頭面之柱標稱彎矩強度總和為梁標稱彎矩強度總和的1.43倍，盡可能維持與系列I相似，其餘細部設計則維持和系列I相同如圖3所示。
本研究採用的梁柱接頭組件試驗佈設如圖4所示，照片如圖5所示，由抗彎矩構架取接頭上下各半層柱高、左右各半跨梁長之十字形接頭組件執行試驗，梁柱端部鉸接模擬反曲點，試驗時對梁柱施加反方向力矩，試驗時柱底栓接於基座，柱頭栓接鋼構以兩具致動器抓住不動，柱頂以兩具千斤頂及預力鋼棒合計施加柱軸力0.10Agfc'=175 tf。整個試驗由銜接於梁端之兩支垂直致動器採位移控制施加大小相等、方向相反之三角形位移波，如圖6所示，振幅反覆逐漸增加，由電腦程式自動控制致動器依預定之位移歷時作動。
本研究完成8座大尺寸鋼筋混凝土梁柱接頭反復載重試驗，8座梁柱接頭試體之反復載重位移曲線如圖7所示，所有試體皆於層間變位角3%達到最大強度，強度比較如表3所示，系列I接頭剪應力較低，因此情況A~D之差異較小，系列II設計來測試接頭之剪力強度，整體來看，當柱兩側梁偏心且在同一側之情況B，接頭強度確實會折減，但接頭兩側梁不連續的情況C和情況D，其強度皆不亞於情況B，情況D的強度甚至超過標準對照組情況A。
依據實驗結果，初步推論錯位偏心梁不連續時，兩側梁接接頭有效寬度可參考圖8，各自計算再取「聯集」，與實驗結果最接近。本研究將進一步分析實驗數據，研擬混凝土結構設計規範之修正草案。
表1 測試系列I之試體參數表
表2 測試系列II之試體參數表
表3 8座試體最大側力強度之比較
圖1 柱樑接合平面示意圖
圖2 測試系列I 梁主筋貫穿或錨定於接頭之平面示意圖
圖3 測試系列II 梁主筋貫穿或錨定於接頭之平面示意圖
圖4 梁柱接頭組件之典型試驗佈設
圖5 試體1A 試驗之佈設照片
圖6 反復加載位移波示意圖
圖7 8座試體之反復載重位移曲線
圖8 接頭有效寬度兩側各自計算再取「聯集」示意圖