台灣自1999年發生九二一地震以來，國內建築法規對建築結構耐震能力之要求與等級不斷提升，國內包含中高層與超高層新建建築物結構中，大多選擇以配置減震材料設備之方式，以有效提升建築結構之結構效率，及達到設計所要求之耐震能力。近年來此類結構系統中，選擇採用鋼耐震間柱設計之新建案例已逐年增加，已有相當程度之普及性。其主要原因包括:(1)對建築物內部空間利用之衝擊性小，可充分配合建築空間之需求彈性安排配置之位置;(2)可有效提升結構之總體勁度與強度，改善抗彎矩構架系統中常有的結構勁度不足問題;(3)透過耐震間柱遲滯消能行為，進一步提升建築結構之整體耐震性能。然而，目前國內尚無針對此採用鋼耐震間柱之建築結構系統的明確設計準則與方法，可供相關設計單位作為依循。
基於上述原因，本所109年度「鋼耐震間柱結構系統設計準則與性能評估方法研擬」研究案旨在建立與研擬一套適用於臺灣本土採用鋼耐震間柱設計之建築結構系統的設計方法與準則，以採用鋼耐震間柱桿件之鋼構造或鋼骨鋼筋混凝土構造建築結構為對象，訂定鋼耐震間柱桿件、周圍邊界構架梁與柱桿件及前述兩者間接頭之設計檢核方法與流程，用以確保鋼耐震間柱於建築結構中得以發揮其預期之耐震性能與韌性，配合進行非線性靜態側推分析與非線性動態歷時分析，評估採用鋼耐震間柱設計之建築結構系統之耐震性能與動態行為特性，並提供相關之簡易評估方法。
透過蒐集彙整國內外之相關規範內容與文獻，經相互比較與融合，彙整國內工程業界專家與學者之實務經驗與意見後，本研究研擬出一套明確、具高通用性且完整之含鋼耐震間柱構架系統之設計準則與流程，方便實務設計工程師作為設計此類建築結構實之設計依據。另考量一般結構設計工程師進行非線性分析之困難度與分析工具之限制，針對含鋼耐震間柱之構架系統，本研究提出了簡易的性能評估方法，提供結構設計工程師於設計中決定相關設計參數值之快速方法，包含結構系統之韌性容量R值、層間變形需求大小及間柱內累積軸力大小之估算，故本報告所提出之設計方法與耐震性能分析研究可為後續研究與實務面之重要參考。
本所109年度「鋼耐震間柱結構系統設計準則與性能評估方法研擬」研究成果可提供給建築師、土木技師、結構技師參考。本研究鋼耐震間柱建築結構設計流程如圖所示，採用鋼耐震間柱建築結構系統之設計細則步驟如下：
- 估算剪力強度需求初步設計耐震間柱桿件尺寸；
- 初步設計耐震間柱之邊界構架桿件尺寸；
- 容許樓層側位移角檢核；
- 耐震間柱斷面結實性與側向扭轉挫屈強度檢核；
- 耐震間柱桿件容許軸力檢核；
- 耐震間柱與邊界梁接頭之強梁弱間柱容量設計；
- 含耐震間柱構架中邊界梁強度檢核；
- 耐震間柱與邊界梁交會區之剪力強度檢核；
- 耐震間柱與邊界梁接頭需求剪力強度；
- 耐震間柱與邊界梁接頭需求剪力強度。
此外，透過非線性動態歷時分析之結果，探討於不同韌性容量R值情況下，對原型建築物中各樓層位移放大係數(Cd)值之影響，以提供含鋼耐震間柱之結構系統簡易耐震性能評估方法，分析結果中顯示採用不同R值之建築物具有相類似之Cd/R比值結果，不同樓高之建築物其Cd/R比值之分布不盡相同，其共通點為最大之Cd/R值皆發生於頂層，且整體結構之Cd/R值皆大於1.0，若需定義一固定可適用所有樓高之位移放大係數值，針對含鋼耐震間柱建築結構系統應採Cd/R為1.8較為保守與適切。於含鋼耐震間柱建築結構系統之設計上，此簡易方法可用以快速且保守的決定各樓層於極限狀態下之變形需求。
圖 鋼耐震間柱建築結構設計流程圖