¶ 公路橋梁設計規範-第七章 鋼筋混凝土設計(1/2)
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第七章 鋼筋混凝土設計
7.1一般需求與材料
7.1.1應用
1.
符號a:相當矩形應力塊之深度,見7.3.3 節。
:平衡應變狀態之相當矩形應力塊之深度,cm (m),見7.3.4 節。
:剪力距,集中載重與支承面之距離,見7.2.5 節及7.3.6 節。
:圍繞受拉主鋼筋且與該主鋼筋同一形心之混凝土有效受拉面積除以鋼筋或鋼線數,cm2 (m2)。若受拉主鋼筋含有多種不同尺寸或鋼線,其鋼筋或鋼線數,則由鋼筋總斷面積除以其中最大鋼筋或鋼線之面積計算而得,見7.3.10 節。
:單根鋼筋斷面積,cm2 (m2),見7.1.13 節。
:螺箍受壓構材之柱心面積,直徑係量至螺箍筋之外徑,cm2(m2),見7.1.10 節。
:抵抗剪力傳遞之混凝土斷面積,cm2 (m2),見7.3.6 節。
:托架或托梁內抵抗彎矩之鋼筋面積,cm2 (m2),見7.2.5 節及7.3.6 節。
:斷面總面積,cm2 (m2)。
:平行受拉主鋼筋之剪力鋼筋面積,cm2 (m2),見7.2.5 節及7.3.6 節。
nA:托架或托梁頂面設計拉力()之鋼筋面積,cm2(m2),見7.2.5 節及7.3.6 節。
:受拉鋼筋面積,cm2 (m2)。
:受壓鋼筋面積,cm2 (m2)。
:於I及T型斷面之懸出翼板用以產生受壓強度之鋼筋面積,見7.3.3 節。
:每一面上單位高度之表面鋼筋之面積,cm2/m,見7.1.7 節。
:縱向鋼筋之總面積,見7.3.4 節。
:在s 距離內之剪力鋼筋面積。
:剪力摩擦鋼筋面積,cm2 (m2),見7.2.5 節及7.3.6 節。
:伸展或續接之單支鋼線面積,cm2 (m2),見7.1.19 節。
:承載面積,見7.2.2 節及7.3.7 節。
:支承表面內與承載面積相似且同心之最大面積,見7.2.2 節及7.3.7 節。
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| (m | 2 | ) |
|---|
| (m2 | ) |
|---|
| m | 2 | ) |
|---|
| (m | 2) |
|---|
| (m | 2) |
|---|
| m2 | ) |
|---|
| (m | 2) |
|---|
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:構材受壓面之寬度。
:板或基腳之臨界斷面周長,見7.2.5 節及7.3.6 節。
:核算水平剪力在接觸面處之斷面寬度,見7.2.5 節及7.3.6 節。
:腹板寬或圓形斷面之直徑,見7.2.5 節及7.3.6 節。
:中性軸至最外受壓纖維之距離,見7.3.2 節。
:實際彎矩圖與相當均勻彎矩圖之相關因數,見7.3.5 節。
:最外受壓纖維至受拉鋼筋重心之距離,cm (m)。計算圓形斷面之剪力強度,d 不必小於最外受壓纖維至構材對面半圓受拉鋼筋重心之距離;
計算合成構材之水平剪力強度,d 應為合成斷面最外受壓纖維至受拉鋼筋重心之距離。
:最外受壓纖維至受壓鋼筋重心之距離,cm (m)。
:總斷面重心(不計鋼筋)至受拉鋼筋重心之距離,cm (m)。
:鋼筋或鋼線之標稱直徑,cm (m)。
:最外受拉纖維至最近鋼筋或鋼線中心之距離,cm (m),見7.3.10 節。
:混凝土之彈性模數,kgf/cm2 MPa,見7.1.22 節。
:受壓構材之撓曲剛度,見7.3.5 節。
:鋼筋之彈性模數,kgf/cm2 MPa,見7.1.22 節。
:承載面積上混凝土之平均承壓應力,見7.2.2 節及7.3.7 節。
:使用載重下混凝土最外受壓纖維應力,見7.2.2 節。
:混凝土規定抗壓強度,kgf/cm2 MPa。
:混凝土規定抗壓強度之平方根,kgf/cm2 MPa。
:輕質混凝土開裂抗拉強度,kgf/cm2 MPa。
:鋼筋之疲勞應力差幅,kgf/cm2 MPa,見7.3.9 節。
:鋼筋之最小應力之代數值,見7.3.9 節。
:混凝土開裂模數,kgf/cm2 MPa,見7.2.2 節。
:使用載重下鋼筋受拉應力,kgf/cm2 MPa,見7.2.2 節。
:平衡狀態下受壓鋼筋應力,見7.3.3 節及7.3.4 節。
:使用載重下混凝土最外受拉纖維應力,見7.2.2 節。
:鋼材之規定降伏強度,kgf/cm2 MPa。
:構材總厚度,cm (m)。
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:I及T型斷面之受壓翼板厚度。
:轉換成混凝土之開裂斷面慣性矩,見7.1.22 節。
:計算撓度之有效慣性矩,見7.1.22 節。
:混凝土總斷面(不計鋼筋)對中性軸之慣性矩。
:鋼筋對構材斷面中心軸之慣性矩。
:受壓構材之有效長度因數,見7.3.5 節。
:在支點或反曲點處增加之埋置長度,cm (m),見7.1.12 節。
:伸展長度,cm (m),見7.1.12 節至7.1.21 節。
:受拉標準彎鉤之伸展長度,從臨界斷面計算至彎鉤最外端(介於臨界斷面及彎鉤起點(切線點)之直線埋置長度加上彎曲半徑和鋼筋直徑),cm(m),見7.1.16 節。
:
乘以適當之修正因子。
:受拉標準彎鉤之基本伸展長度,cm (m)。
:受壓構材之無支撐長度,見7.3.5 節。
:依照7.1.12 節規定所計算之彎矩容量。
:用於計算撓度階段之構材最大彎矩,見7.1.22 節。
:平衡應變狀態下之斷面計算彎矩強度,見7.3.4 節。
:用於設計受壓構材之彎矩,見7.3.5 節。
:開裂彎矩,見7.1.22 節。
:斷面之計算彎矩強度。
:斷面X 軸方向之計算彎矩強度,見7.3.4 節。
:斷面Y 軸方向之計算彎矩強度,見7.3.4 節。
:斷面之乘因數彎矩。
:斷面X 軸方向之乘因數彎矩,見7.3.4 節。
:斷面Y 軸方向之乘因數彎矩,見7.3.4 節。
:以慣用之彈性分析求得之受壓構材在自重狀態下(無顯著側移)之較小端彎矩,構材以單曲度彎曲為正,以雙曲度彎曲為負,見7.3.5 節。
:以慣用之彈性分析求得之受壓構材在自重狀態下(無顯著側移)之較大端彎矩,應為正數,見7.3.5 節。
:以慣用之彈性分析求得之受壓構材因側向力或自重作用下產生側移時之較大端彎矩,應為正數,見7.3.5 節。
:
,彈性模數比,見7.2.3 節。
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:垂直於斷面與V同時作用之設計軸力,壓力時為正,拉力時為負,並應包括乾縮與潛變對拉力之影響,見7.2.5 節。
:於托架或托梁頂面與V同時作用之設計拉力,拉力為正,見7.2.5 節。
:垂直於斷面與同時作用之乘因數軸力,壓力時為正,拉力時為負,並應包括乾縮與潛變對拉力之影響,見7.3.6 節。
:於托架或托梁頂面與同時作用之乘因數拉力,拉力為正,見7.3.6 節。
:平衡應變狀態下斷面之計算軸力強度,見7.3.4 節。
:臨界載重,見7.3.5 節。
:無偏心時斷面之計算軸力強度,見7.3.4 節。
:已知偏心距之計算軸力強度。
:相對於之計算軸力強度(僅考慮X 軸方向之彎矩),見7.3.4 節。
:相對於之計算軸力強度(僅考慮Y 軸方向之彎矩),見7.3.4 節。
:雙軸載重之計算軸力強度,見7.3.4 節。
:已知偏心距之乘因數軸力。
:受壓斷面之迴轉半徑,見7.3.5 節。
:平行於縱向鋼筋方向之剪力鋼筋間距,cm (m)。
:伸展或續接鋼線之間距,cm (m)。
:跨徑長度,m。
:斷面之設計剪力,見7.2.5 節。
v:斷面之設計剪應力,見7.2.5 節。
:由混凝土提供之計算剪力強度,見7.3.6 節。
:混凝土之容許剪應力,見7.2.5 節。
:任一斷面上之設計水平剪應力,見7.2.5 節。
:容許水平剪應力,見7.2.5 節。
:計算剪力強度,見7.3.6 節。
:計算水平剪力強度,見7.3.6 節。
:由剪力鋼筋提供之計算剪力強度,見7.3.6 節。
:斷面之乘因數剪力,見7.3.6 節。
:混凝土之單位重量,kgf/m3。
:總斷面中性軸至最外受拉纖維之距離(不計鋼筋),見7.1.22 節。
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:用以限制受撓鋼筋分佈之量,見7.3.10 節。
:斜向剪力鋼筋與構材縱軸之交角。
:剪力摩擦鋼筋與剪力面之交角,見7.2.5 節及7.3.6 節。
:斷面上截斷鋼筋面積與鋼筋總面積之比值,見7.1.12 節。
:集中載重或反力區域之長邊與短邊之比值,見7.2.5 節及7.3.6 節。
:最大靜重彎矩與最大總載重彎矩之比值,常為正數。
:等值壓力區高度與最大壓應變纖維至中性軸高度之比值,見7.3.2 節。
:混凝土單位重之修正因數。見7.2.5 節及7.3.6 節。
:摩擦係數,見7.2.5 節及7.3.6 節。
:
,,受拉鋼筋比。
:
,受壓鋼筋比。
:產生平衡應變狀態之鋼筋比,見7.3.3 節。
:螺箍受壓構材中,螺箍筋之體積與核心(螺箍筋之外徑)部份體積之比,見7.1.10 節。
:
,用於公式(7-2)及(7-36)之鋼筋比。
:有側撐構材之彎矩放大因子,用以反映受壓構材兩端因構材彎曲之影響。
:無側撐構材之彎矩放大因子,用以反映構材因側向載重及自重作用產生之側向移動影響。
:強度折減因數,見7.3.1 節。
2.
定義下列術語均適用於本章,其有特殊意義者,另在各節內註明。
(術語編排依材料、材料強度、鋼筋細節、設計載重與設計強度順序排列)
(1) 非光面鋼材-竹節鋼筋、麻面鋼線、銲接光面鋼線網、銲接麻面鋼線網。
(2) 光面鋼材-鋼材不符合非光面鋼材之定義者。
(3) 結構用輕質混凝土-含有輕質粒料之混凝土,其風乾單位重量以ASTM C567「輕質混凝土單位重量試驗法」測定不超過1840kgf/m3者。本規範中輕質混凝土不含天然砂者稱為「全輕質」混凝土;其中細粒料為常重之細砂者稱為「常重砂-輕質粒料」混凝土(簡稱輕質粒料混凝土)。
(4) 受拉繫材-承受之軸向拉力使全斷面產生拉力,且其斷面各邊混凝土保護層有限之構材,如拱拉桿、吊桿及桁架主拉力桿件。
(5) 降伏強度或降伏點()-依照CNS 2111「金屬材料拉伸試驗法」所定之鋼材之規定最小降伏強度或降伏點,kgf/cm2 MPa。
(6) 混凝土之抗壓強度()-依照CNS 1232「混凝土圓柱試體抗壓強度檢驗法」所定之混凝土規定抗壓強度,kgf/cm2 MPa。
(7) 開裂抗拉強度()-依照CNS 2046「結構混凝土用之輕質粒料」及CNS 3801「混凝土圓柱試體劈裂抗張強度試驗法」所定之混凝91
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土抗拉強度,kgf/cm2 MPa。
(8) 肋筋或箍筋-開口或閉合之單元個體或連續彎繞之橫向鋼筋,肋筋通常用於水平構材之橫向鋼筋,箍筋則用於垂直構材。
(9) 螺箍筋-連續圍繞成圓柱形螺線之鋼筋。
(10) 埋置長度-超過臨界斷面之鋼筋埋置長度。
(11) 伸展長度-使臨界斷面上鋼筋達到設計強度所需之鋼筋埋置長度。
(12) 使用載重-使用載重係依本規範規定的各種載重,如靜重、活重、風力、地震力、流水作用力、土壓力以及因溫度、潛變、乾縮及沉陷...等變化引起之效應等。
(13) 設計載重-為各項載重因數乘以各項使用載重。
(14) 組合載重-為各項載重因數乘以各項使用載重之組合。
(15) 需要強度-依照3.23節所規定之載重組合,構材或斷面能抵抗之設計載重或相關之內彎矩與內力所需之強度。
(16) 計算強度-構材或接頭依設計圖說規定之尺寸及強度按照本規範規定計算所得之強度。
(17) 設計強度-計算強度乘以強度折減因數。
(18) 托架或托梁-其為柱或牆面至承載集中載重或梁反力間之突出部,相關規定見7.2.5節8.項及7.3.6節8.項。
(19) 整體框架帽梁-上部結構與橋墩帽梁一體澆鑄,見7.1.7節。
3.
應用原則本章規定係專供設計鋼筋混凝土橋梁構材及結構。橋梁構材若以預力混凝土設計,應依照第八章之規定。構材之耐震設計應依部頒「公路橋梁耐震設計規範」辦理。
¶ 7.1.2 材料
1.
混凝土
(1) 結構體各部份所使用混凝土之規定抗壓強度應載明於設計圖上。
(2) 混凝土之規定抗壓強度應作為工程驗收之標準。
應依據混凝土圓柱體試驗數據決定,圓柱體之製作及試驗應符合CNS相關規定辦理。
2.
鋼筋
(1) 設計所使用鋼筋之等級及降伏強度應載明於設計圖上。
(2) 需要銲接之鋼筋及其銲接程序,均應明確規定並註明於設計圖上。
(3) 設計所用之降伏強度不得超過4,200kgf/cm2 414 MPa。
(4) 除螺箍筋及橫箍筋可用光面鋼筋或光面鋼線外,所有鋼材均應使用依照7.1.1節2.項定義之非光面鋼材。
(5) 除鋼筋之降伏強度已由實際尺寸之鋼筋試驗決定者外,應依CNS之相關規定辦理。
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¶ 7.1.3 鋼筋之彎鉤與彎曲
1.
標準彎鉤本規範內所稱之標準彎鉤應為下列之一:
(1) 180°之彎轉,其自由端應作至少4倍鋼筋直徑且不少於7cm之直線延伸。
(2) 90°之彎轉,其自由端應作至少12倍鋼筋直徑之直線延伸。
(3) 肋筋及箍筋之標準彎鉤為:
a.
D16及較小之鋼筋-90°彎轉,其自由端應作至少6倍鋼筋直徑之直線延伸。
b.
D19,D22及D25鋼筋-90°彎轉,其自由端應作至少12倍鋼筋直徑之直線延伸。
c.
D25及較小-135°彎轉,其自由端應作至少6倍鋼筋直徑之直線延伸。
2.
最小彎曲內直徑表7.1 鋼筋之最小彎曲內直徑
(1) 肋筋與箍筋以外之鋼筋彎曲內徑不得小於表7.1所列數值。
(2) D16或較小之肋筋及箍筋其彎曲內徑不得小於4倍鋼筋直徑,而大於D16時,其彎曲內徑須符合表7.1之規定。
(3) 光面或麻面銲接鋼線網用作肋筋及箍筋者,其大於D6之麻面鋼線之彎曲內徑不得小於鋼線直徑之4倍,其他至少應為鋼線直徑之2倍。彎曲內徑小於8倍鋼線直徑者,距其最近銲接點應不小於4倍鋼線直徑。
¶ 7.1.4 鋼筋之間距限制
1.
場鑄混凝土其在同一層內平行鋼筋間之淨距,不得小於鋼筋直徑之1.5倍、粗粒料最大尺寸之1.5倍或4cm。
2.
預鑄混凝土(在工廠控制狀況下製造)其在同一層內平行鋼筋間之淨距,不得小於鋼筋之直徑、或最大粗粒料之11⁄3倍或2.5cm。
3.
正或負鋼筋配置兩層或兩層以上時,其上下層鋼筋應對正配置,且層間淨距不得小於2.5cm。
4.
鋼筋淨間距之限制亦適用於鋼筋搭接處與鄰近鋼筋搭接處或鋼筋之間。
5.
平行鋼筋捆紮成束為一體作用時,每束鋼筋最多用4根,而大於D36之鋼筋用於梁內時,每束限用2根。成束鋼筋應置於肋筋或箍筋內。成束鋼筋內各鋼筋之截斷處,應相互以40倍鋼筋直徑錯開。間距限制以鋼筋直徑為準時,成束鋼筋視作一支鋼筋之直徑可自相當鋼筋總面積計算之。
6.
牆或板內之主要受撓鋼筋之間距,不得大於牆或板厚之1.5倍,亦不得大於45cm。
93
| 鋼 筋 尺 寸 | 最 小 直 徑 |
|---|---|
| D10 至D25 | 6倍鋼筋直徑 |
| D29 至D36 | 8倍鋼筋直徑 |
| D39 以上 | 10 倍鋼筋直徑 |
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¶ 7.1.5 鋼筋之混凝土保護層
1.
鋼筋之最小混凝土保護層如表7.2所示:
表7.2 鋼筋之最小混凝土保護層
2.
成束鋼筋之最小混凝土保護層等於該束鋼筋之相當直徑,但不須大於5cm。如直接澆鑄且永久露置於土中之混凝土最小保護層為7.5cm。
3.
處於腐蝕、海洋環境或其他嚴重曝露情況下,混凝土保護層應參照本規範第
12.4節之規定辦理。
4.
為供未來延伸連結用之曝露鋼筋、預留接頭及鋼鈑應作防蝕保護。
¶ 7.1.6 受撓構材之最少鋼筋量
1.
受撓構材之任一斷面,其拉力鋼筋經分析需要時,該鋼筋應具有足以產生彎矩容量,其大小至少為開裂彎矩之1.2倍,此開裂彎矩之計算係依據7.2.2節1.項所定之開裂模數。
2.
當一斷面之鋼筋量大於分析所需鋼筋量至少1/3以上時,可不依1.項規定。該分析係依據3.23節所定之載重組合。
¶ 7.1.7 受撓構材之鋼筋分佈
1.
受撓拉力鋼筋在最大拉力區域內應予以良好分佈:
(1) 對於T型梁或箱梁之翼緣,拉力鋼筋應分佈於有效拉力翼緣,有效拉力翼緣寬度為梁跨距之1/10或7.1.22節9.項所定之寬度,取其小者。若實際板寬,即梁腹中心至中心,超過其有效拉力翼緣寬度,及懸出板之超出部份,應予配置額外鋼筋於板之外側部份,該額外鋼筋不得少於超出板面積94
| 最小保護層cm | |
|---|---|
| 不曝露大氣中或不與土壤接觸之混凝土 | 4.0 2.5 |
| 主鋼筋 肋筋、箍筋及螺箍筋 | |
| 溫和氣候中之混凝土橋板 | 5.0 2.5 |
| 頂層鋼筋 底層鋼筋 | |
| 露置於土中或大氣中之混凝土 | 5.0 4.0 |
| 主鋼筋 肋筋、箍筋及螺箍筋 | |
| 直接澆鑄且永久埋置於土中或水中之混凝土 | 7.5 |
| 直接澆鑄且(或)永久埋於土中之混凝土樁 | 7.5 |
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0.4%。
(2) 對於T型梁及箱梁構造之整體框架帽梁,其拉力鋼筋應配置於不超過腹寬加上每邊伸出板寬之寬度內,伸出板寬等於相交梁腹平均間距之1/4或等於
7.1.22節9.項及10.項對整體框架帽梁所定之寬度,兩者取其小者。
2.
若構材側面深度超過90cm時,縱向分佈鋼筋應沿構材兩側面距最近撓曲張力鋼筋之距離均勻分佈,每一側面每公尺構材深度上之表面鋼筋面積應不小於0.1(d-76cm),其間距亦不得大於30cm或d/6,兩者取其小者。此等鋼筋得併入計算撓曲容量,惟只限於每根鋼筋或鋼線之應力,以應力-應變之相合性分析求得,構材兩側面之分佈鋼筋總面積不須超過所需撓曲張力鋼筋之1/2。
3.
對「載重因數設計」受撓鋼筋之分佈應同時採用7.3.10節之規定。
¶ 7.1.8 受撓構材之橫向鋼筋
1.
用以增強受撓構材強度之壓力鋼筋,須以箍筋或肋筋圍繞之。縱筋為D32或較小者,箍筋或肋筋至少為D10,縱筋為D36,D43,D57及成束者至少為D13,或為等面積之銲接鋼線網。箍筋之間距不得超過16倍之縱筋直徑。此項肋筋或箍筋須配置於需要壓力鋼筋之處,本項規定不適用於構材受壓區域內不視為壓力鋼筋設計之鋼筋。
2.
扭矩所需之鋼筋應由閉合肋筋、閉合箍筋或螺筋與縱筋組成,見7.2.5節1.項或7.3.6節1.項。
3.
閉合肋筋或箍筋可由一支肋筋或箍筋,其二端以標準彎鉤疊繞於一縱筋形成,或以一支或兩支肋筋或箍筋作C級續接(搭接長1.7)而成。
¶ 7.1.9 剪力鋼筋之限制
1.
最少剪力鋼筋量
(1) 除板及基腳外,下列所有受撓構材至少應配置最少剪力鋼筋量:
a.
以強度設計法設計,乘因數剪力超過混凝土剪力強度之一半時。
b.
以容許應力設計法設計,設計剪應力v超過混凝土容許剪應力之1/2時。
(2) 依照上項(1)之規定或經由分析需要剪力鋼筋者,其面積不得小於式中及s之單位為cm (m)
(3) 若基於試驗結果,不需剪力鋼筋即可達到所需之極限受撓與剪力容量時,可不依上述最少剪力鋼筋量之規定。
2.
剪力鋼筋之型式
(1) 剪力鋼筋包括如下之型式
a.
與構材軸垂直或與縱向主筋成45°角或更大角度之肋筋。
b.
銲接鋼線網之鋼線與構材垂直者。
c.
縱向受拉鋼筋以30°或更大角度之彎起部份。
95
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d.
肋筋與彎起縱筋之組合。
e.
螺箍筋
3.
剪力鋼筋之間距垂直於構材軸之剪力鋼筋間距,不得超過,亦不得超過60cm。斜肋筋及以縱向鋼筋彎曲代用者,應如下配置:由構材半深度d/2與斜肋筋或縱向鋼筋彎曲段之交點,向支承反力方向延伸至縱向拉力鋼筋之每一45°線,至少應有一剪力鋼筋相交。
¶ 7.1.10 受壓構材之鋼筋限制
1.
縱向鋼筋
(1) 受壓構材縱向鋼筋之斷面積不得小於0.01,亦不得大於0.04。縱向鋼筋之根數在圓形排列時至少為6根,矩形排列時至少為4根。鋼筋之最小尺寸為D16。
(2) 受壓構材斷面較承受載重所需斷面為大時,欲決定其最少縱向鋼筋量,可用一較小之有效斷面積(),但不可少於最小斷面設計之1%縱向鋼筋量。
2.
橫向鋼筋
(1) 受壓構材之螺箍筋須符合下列規定:
a.
螺箍筋須由等間距之連續鋼筋或鋼線組成,其最小直徑為D10。
b.
螺箍筋比率,不得小於下式算得之值:
式中為螺箍筋之規定降伏強度,但不得大於4200kgf/cm2 414MPa。
c.
螺箍筋之淨間距不得大於7.5cm,亦不得小於2.5cm,或所用最大粗粒料尺寸之1倍。
d.
螺箍筋應於每端多加1圈之鋼筋或鋼線作為錨碇。
e.
螺箍筋應自基腳或其他支點頂部延伸至其上端所支持構材之最低層水平鋼筋止。
f.
螺箍筋之續接須為48倍鋼筋或鋼線直徑,但搭接長度不得小於30cm,或改用銲接。
g.
螺箍筋之尺寸及配置不可因運裝產生扭曲,致影響其設計尺寸。
h.
螺箍筋應附著於縱筋以固定其位置,並應以垂直間隔物,使其保持直線。
(2) 受壓構材之橫箍筋須符合下列規定:
a.
所有鋼筋須用橫箍筋圍繞之,縱筋為D32或較小者,其尺寸至少為D10;縱筋為D36,D43,D57及成束者至少為D13。亦可使用相等面積之麻面鋼線或銲接鋼線網。
b.
橫箍筋之垂直間距不得大於構材之最小邊尺寸或30cm,若主鋼筋由2根或2根以上大於D32鋼筋捆紮成束時,其間距須為上述規定之1/2。
96
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c.
橫箍筋距基腳或其他支點頂面或距其所支持之構材之最低水平鋼筋,均不得大於前述規定橫箍筋間距之1/2。
d.
橫箍筋之佈置,應使任一縱向鋼筋沿著箍筋每側距有橫向支撐之縱向鋼筋不超過60cm,橫向支撐係由橫箍筋之轉角(其夾角不超過135°)
提供。縱向鋼筋沿著圓周排列時,可用整個圓形箍筋。
(3) 受壓構材其斷面大於載重條件所需,經由結構分析或試驗顯示有足夠強度且能施工者,則橫向鋼筋之需求可不考慮。
(4) 在可能造成構造物重大損害程度之地震區域,應依部頒「公路橋梁耐震設計規範」規定詳細設計墩柱之橫向鋼筋以提供抵抗預期震動之適當強度及韌性。
3.
中空矩形受壓構材鋼筋
(1) 縱向鋼筋之斷面積不得小於0.01。
(2) 斷面之每一面牆兩向鋼筋至少須提供二層鋼筋,靠近每一面牆之內、外面兩向鋼筋至少各須提供一層鋼筋。此二層鋼筋之面積應約略相等。
(3) 縱向鋼筋沿橫向中心至中心之間距不得大於1.5倍之牆厚或45cm,取兩者之較小者。
(4) 橫向鋼筋沿縱向中心至中心之間距不得大於1.25倍之牆厚或30cm,取兩者之較小者。
(5) 在每一面牆之二層鋼筋間須提供繫筋。繫筋須包含一個135o彎鉤在一端及一個90o彎鉤在另一端。繫筋應位於縱向及橫向鋼筋網格之交點,並且所有繫筋之彎鉤須箍住在交點處之縱向鋼筋。每一縱向鋼筋應被繫筋所箍住之間距不得大於60cm。
(6) 對節塊施工構材,沿著每一節塊之頂部及底部須配置額外之繫筋使牆之斷面內每一對內層及外層縱向鋼筋皆須以繫筋相連。
(7) 橫向鋼筋可於斷面角落處以90°彎曲搭接,橫向鋼筋不得直線搭接,除非在搭接全長內含四支以上繫筋將橫向鋼筋箍住。
(8) 在斷面角落之縱向鋼筋應儘可能被閉合箍筋所圍繞。若無法使用閉合箍筋,可改為配置一對互相垂直之U型鋼筋其肢長至少須達2倍牆厚。
(9) 使用閉合箍筋或兩端有90°彎鉤之肋筋,將斷面角落之後拉預力套管錨碇,上述閉合箍筋或肋筋須至少圍繞一根外層主筋。
¶ 7.1.11 乾縮及溫度鋼筋
於牆或板之近外露部分,如無其他加強鋼筋,應配置適量之乾縮及溫度應力鋼筋,其鋼筋總面積至少為2.7cm2/m。間距不得大於牆或板厚之3倍,亦不得大於45cm。
¶ 7.1.12 鋼筋之伸展
1.
通則
(1) 任一斷面上計算所得鋼筋拉力或壓力,應在該斷面兩側以埋置長度、彎鉤或機械裝置或併用方式予以伸展。彎鉤僅可用作受拉鋼筋之伸展。
(2) 受拉鋼筋之伸展,可將鋼筋彎過梁腹錨碇之,或使延續成為構材另一面之配筋。
(3) 受撓構材內之鋼筋伸展臨界斷面,係在最大應力處及相鄰鋼筋終止或彎起處,並應符合第7.1.12節2.項(3)之規定。
(4) 除在簡支跨支點處及懸臂梁自由端外,鋼筋應由不須承受彎矩處再延伸一段距離等於構材之有效深度、或15倍鋼筋直徑、或1/20淨跨徑之長度,取其大者。
(5) 連續鋼筋超過無需承受撓曲點而彎起或終止之拉力鋼筋,其鋼筋之延伸至少應有不小於伸展長度之埋置長度。
97
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(6) 在構材寬度內用於計算剪力強度之受撓鋼筋,除非合乎下列條件之一者,不得於受拉區內終止:
a.
鋼筋截斷處之剪力不超過容許值之2/3,此容許值可包括剪力鋼筋之剪力強度。
b.
超過剪力所需之鋼筋面積,沿著每支中斷鋼筋配置,其配置距離超過中斷點等於構材有效深度3/4,此額外肋筋面積不得小於4.2
0.41,其間距s不得超過,為該斷面上截斷鋼筋面積與鋼筋總面積之比值。
c.
D36或較小之鋼筋截斷時,繼續延伸之鋼筋斷面積不小於受撓所需者之2倍,且剪力未超過容許值之3/4。
(7) 受撓構材若其鋼筋應力不與彎矩成正比,如斜坡、階式或漸變基腳,托架、深梁,或受拉鋼筋與受壓面不平行之梁,其受拉鋼筋應有適當之端錨碇。
2.
正彎矩鋼筋
(1) 簡支構材至少需有1/3正彎矩鋼筋,連續構材至少需有1/4正彎矩鋼筋,須沿所在側伸入支點。大梁內此類鋼筋應伸入支點至少15cm。
(2) 若受撓構材為抵抗側力體系之一部份,上項(1)所述伸入支點之正彎矩鋼筋應予錨碇,使能在支點面達到其降伏強度。
(3) 在簡支點及反曲點處,正彎矩受拉鋼筋直徑應受限制,如此可使依7.1.13節為所計算之符合下式:
;對於藉由標準彎鉤或至少相當於標準彎鉤之機械錨碇超出簡支點中心線而中斷之鋼筋,不受上式之限制。
M 為假定該斷面內所有鋼筋應力均達其全應力時之計算彎矩容量。
V為該斷面所受最大剪力。於支點處為支點中心外之埋置長度;於反曲點處,應受到構材有效梁深或12之限制,二者取大者。若鋼筋終端在受壓反力區內,則在伸展長度限制內之值得增加30%。
3.
負彎矩鋼筋
(1) 連續、束制或懸臂構材,或剛構各構材,其負彎矩鋼筋應以適當之埋置長度、彎鉤、或機械錨碇錨於或伸過支持構材。
(2) 負彎矩鋼筋在跨度內之埋置長度應符合7.1.12節1.項之規定。
(3) 支點處之負彎矩受拉鋼筋最少需有1/3延伸至反曲點以外,延伸長度不得小於構材有效深度、12或淨跨度之1/16,三者取其大者。
¶ 7.1.13 受拉竹節鋼筋及麻面鋼線之伸展
長度,單位為cm(m),應依照本節1.項所定之基本伸展長度乘以2.項或3.項之適用修正因素。惟不得小於4.項之規定。
1.
基本伸展長度
(1) D36鋼筋及較小者:
cmm,但不得小於0.0057cm 0.058m
(2) D43鋼筋:
cm
(3) D57鋼筋:
cm
2.
基本伸展長度應乘以下列各適用修正因數:
| 0.41 |
|---|
| 0.058 | m |
|---|
| m | |
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(1) 頂層鋼筋下之混凝土厚度超過30cm....................
1.4
(2) 已定之輕質混凝土:
但不得小於1.0未定之輕質混凝土:
「全輕質」混凝土......................................................1.33「輕質粒料」混凝土.................................................... 1.18砂介於上述二者間輕質混凝土可用內插法決定之。
(3) 以環氧樹脂被覆之鋼筋其保護層小於3或鋼筋淨間距小於6者 ................................................... 1.5其他................................................................................1.15
(4) 以環氧樹脂被覆之鋼筋為頂層鋼筋時,其兩者修正係數之乘積不須超過1.7。
(5) 採用鍍鋅鋼筋時,其伸展長度應適度增加。
3.
基本伸展長度依照2.項適當之因數修正後,得再乘以下列各適用修正因數:
(1) 鋼筋在所考慮之長度內伸展,其橫向中心間距至少為15cm ,且構材側面至邊筋至少保有7.5cm 之淨距離....................................................0.8
(2) 錨碇或伸展鋼筋之強度無特別要求達者,或其受撓構材之鋼筋量超過其分析需要量者....................
(需要之)/(配置之)
(3) 螺箍筋所包圍之鋼筋其直徑不小於6.4mm,螺距不大於10cm....
0.75
4.
鋼筋之伸展長度除依照第7.1.21節規定之搭接計算及依照7.1.20規定之剪力鋼筋伸展者外,不得少於30cm。
¶ 7.1.14 受壓竹節鋼筋之伸展
長度,單位為cm (m),應依照本節1.項所定之基本伸展長度乘以2.項之適用修正因數,但不得小於20cm。
1.
基本伸展長度但不得小於0.0043yb fdcmyb fd043.0m
2.
基本伸展長度得乘以下列各適用因數
(1) 錨碇或伸展鋼筋之強度無特別要求達者,或受撓構材之鋼筋量超過其分析需要量者...................
(需要之)/(配置之)
| d f b y | f _ c |
|---|
| 0.245d f b y | f _ m, c |
|---|
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(2) 螺箍筋所包圍之鋼筋其直徑不小於6.4mm,螺距不大於10cm..............0.75
7.1.15 成束鋼筋之伸展長度,無論受拉或受壓,應按單一鋼筋計算之伸展長度增加之:三根成束者增加20%,四根成束者增加33%。
¶ 7.1.16 帶有標準彎鉤受拉鋼筋之伸展
1.
竹節鋼筋以標準彎鉤(參見7.1.3節)在張力區中斷者,其伸展長度(參見圖7.1),單位為cm (m),應依照本節2.項之基本伸展長度hb•及3.項之修正因數計算之,但不得小於8或15cm,兩者取大者。
≧4db(D10-D25)
≧5db(D29-D36)
≧6db(≧D39)
≧4db(D10-D25)
≧5db(D29-D36)
≧6db(≧D39)
圖7.1 標準彎鉤之伸展長度示意圖
2.
降伏強度等於4200kgf/cm2 414MPa之彎鉤基本伸展長度為....................................
3.
基本伸展長度應乘以下列各適用修正因數:
(1) 鋼筋降伏強度非4200kgf/cm2 414MPa者..........
(2) D36鋼筋及較小者,其側邊混凝土保護層(垂直彎鉤之平面)不小於6cm;及90°彎鉤其延伸超過彎鉤之鋼筋保護層不小於5cm者,........................................................................................... 0.7
(3) D36鋼筋及較小者,其彎鉤垂直或水平閉合於肋筋或肋箍筋範圍內,且該肋筋或肋箍筋沿伸展長度配置之間距不大於3時(為彎鉤直徑)
...............................................
0.8
(4) 錨碇或伸展鋼筋之強度無特別要求達者,或鋼筋量超過其分析需要者
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................................................................(需要之)/(配置之)
(5) 輕質混凝土......................................................................
1.3
(6) 以環氧樹脂被覆之鋼筋彎鉤...................................................... 1.2
(7) 採用鍍鋅鋼筋時,其標準彎鉤之伸展長度應適度增加。
4.
鋼筋於構材不連續端以標準彎鉤作伸展,且彎鉤兩側及頂部(或底部)混凝土保護層小於6cm者,彎鉤應閉合於肋筋或肋箍筋範圍內,且該肋筋或肋箍筋沿伸展長度之間距不大於3時(為彎鉤直徑),上述3.項(3)項之修正因數不適用。
5.
受壓之伸展鋼筋其彎鉤應視為無效。
¶ 7.1.17 機械錨碇
任何機械裝置,能伸展鋼筋之強度,而無損於混凝土者,均可用作錨碇之用。
¶ 7.1.18 組合伸展長度
鋼筋之伸展應包括機械錨碇加上位於最大鋼筋應力點與機械錨碇間之鋼筋額外埋置長度。
¶ 7.1.19 受拉銲接鋼線網之伸展
1.
麻面鋼線網
(1) 銲接麻面鋼線網由臨界面至線端之伸展長度,單位為cm(m),應由下列(2)及(3)項規定之基本伸展長度乘以7.1.13節2.項及
7.1.13節3.節之適用修正係數;但除搭接計算依7.1.21節6.項及剪力鋼筋伸展依7.1.20節規定者外,伸展長度不得小於20cm。
(2) 若在伸展長度範圍內至少有一根橫向鋼線距離臨界面5cm以上時,銲接麻面鋼線網之基本伸展長度則為:
(3) 若在伸展長度範圍內無橫向鋼線者,銲接麻面鋼線網之基本伸展長度須依7.1.13節麻面鋼線之規定。
2.
光面鋼線網為達到銲接光面鋼線網降伏強度之伸展長度,應由兩根較近於臨界斷面相距不少於5cm之橫向鋼線產生,其臨界斷面至最遠端橫向鋼線之伸展長度不得少於cywwffsA_⋅
0.1cmcywwffsA_⋅
3.3m當鋼筋量超過分析所需時,以(需要之)/(配置之)及7.1.13節2.項輕質混凝土之因數修正之,除由7.1.21節7.項計算所需之搭接長度外,不得少於15cm。
101
| cm | m | |||
|---|---|---|---|---|
| 但不得小於 | cm | m | ||
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¶ 7.1.20 剪力鋼筋之伸展
1.
剪力鋼筋應至少延伸至拉力鋼筋之中心,並應在保護層及鄰近鋼筋排列許可下,儘量接近構材之受壓及受拉面。剪力鋼筋為達其設計降伏強度其兩端皆須錨碇。對於合成撓曲構材,所有梁剪力鋼筋應延伸入橋面板或以其他適當錨碇,以確保梁之設計剪力容量。
2.
單肢、單U形或複U形肋筋之端部須擇下列方法之一錨碇之:
(1) 標準彎鉤加上至少0.5之埋置長度,此0.5長度應量自構材中線d/2至彎鉤起點(即彎鉤切線之切點)。
(2) 埋置:自梁之有效深度中線至受壓側之埋置長度不得小於鋼筋或鋼線直徑之24倍,對竹節鋼筋或麻面鋼線不得小於30cm。
(3) 肋筋至少以180o彎繞過縱向主筋,彎鉤與縱向主筋之交角大於45o時,始可視為有效錨碇。
(4) 銲接光面鋼線網彎成單U形肋筋,其各單肢可依下述二者之一:
a.
在U形肋筋頂部沿構材方向,配置兩根縱向鋼線其間距為5cm。
b.
應有一根縱向鋼線置於距受壓面d/4以內。另有第二根縱向鋼線應更接近受壓面,並與第一根鋼線相距至少5cm,此線可置於該肢彎曲部份之外,或置於內徑不小於8倍鋼線直徑之彎曲部份上。
3.
銲接光面或麻面鋼線網之單肢肋筋每一端,應有最小間距5cm之兩縱向鋼線,且內側鋼線應設置於自構材中心線d/2起至少5cm或d/4之位置,兩者取大者。張力面之外側縱向鋼線至張力面之距離不得大於主撓曲鋼筋最接近該張力面之距離(參見圖7.2)。
4.
成對之U形肋筋或箍筋組成閉合單元者,應有1.7之搭接長度。
5.
單U形或複U形肋筋,其兩錨碇端間連續部份之每一彎曲,應圍繞一縱向鋼筋。
6.
縱向鋼筋之彎起作為剪力鋼筋者,若伸入受拉區內,應與縱向鋼筋連續。若伸入受壓區內,應以7.1.13節所定之伸展長度錨碇於構材中線d/2之外,而該部份之鋼筋應力應滿足公式(7-6)或公式(7-42)之需求。
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