¶ 鋼構造建築物鋼結構設計技術規範｜容許應力設計法｜第十章 接合設計（2／2）
發布機關：內政部
文件性質：鋼結構設計規範及解說
版本：96年6月11日訂定；99年9月16日台內營字第0990807042號令修正第13.2點。
官方來源：內政部主管法規共用系統 ｜ 國土管理署發布頁
查核日期：2026年8月28日。
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鋼結構容許應力設計法 10.3.8 長夾距 若A307螺栓之夾距（螺栓頭與螺帽間之淨距）大於5倍之螺栓直徑，則夾距每 增加1.5mm，所使用之螺栓數目就必須增加1%。 解說： A307螺栓會因其接合部有長夾距之情況而降低螺栓強度（可大致以隨 夾距增加而增加螺栓數目來彌補）。高強度螺栓則不受夾距影響。由試驗 顯示(Bendigo et al. 1963)相當夾距為8至9倍螺栓直徑之高強度螺栓，其極限 剪力強度並不低於較短夾距之同類螺栓。 10.3.9 最小間距 所有標準型孔、超大型孔、及槽孔中心至中心之距離不得小於8/3倍螺栓之標 稱直徑，亦不得小於由式(10.3-2)計得之值。 若 F 由式(10.3-1a)或(10.3-1b)求得，則沿著力量傳遞方向之螺栓孔中心距不得 p 小於3倍螺栓標稱直徑，否則此螺栓孔中心距(S)須符合下列規定： 1.對標準型孔而言： 2 P d S ≥ + (10.3-2) F t 2 u 其中： 接合處之臨界部位中(包括連接板或桿件本身)一支螺栓傳遞之力，tf P = 2 接合處之臨界部位之標稱極限抗拉應力，tf/cm F = u 接合處之臨界部位之厚度，cm t = 標準螺栓孔之直徑，cm d = 2.對超大型孔和槽孔而言，其中心距為上述1款所規定標準型孔之中心距加上表 10.3-6所列之增量C ，但螺栓孔間之淨距不得小於一個螺栓之直徑。 1 表10.3-6 間距增量C (單位：mm) 1 槽 形 孔 螺栓及螺牙桿件 超大型孔 垂直於力量之 平行於力量之傳遞方向 標稱直徑 傳遞方向 長槽孔[a] 短槽孔 ≤ 22 3.0 0 5.0 1.5d-1.5 24 5.0 0 6.5 3.6 ≥ 27 6.5 0 8.0 1.5d-1.5 註[a]：若所用之槽形孔孔長小於表10.3-5所規定之最大值，則 按表10.3-5 C 1 中所規定之最大值與實際上所用值之差予以減小。 解說： 螺栓孔最大承壓應力達到容許承壓應力時，螺栓中心沿作用力方向至 接合部邊緣間之最小邊距不得小於該螺栓直徑之1.5倍(Kulak et al. 1987)。同 10-21
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鋼結構容許應力設計法 理，欲達到最大承壓強度，從任一螺栓孔中心沿作用力方向至鄰近螺栓孔 中心之距離不得小於該螺栓直徑的3倍。由試驗顯示，螺栓孔之承壓強度與 前述定義之間距成正比，但前述間距超過3倍螺栓孔直徑時則承壓強度不再 增加(Kulak et al. 1987)。式(10.3-2)為標準螺栓孔依單一螺栓傳遞之力計得之 最小間距。表10.3-6為沿作用力方向之螺栓孔尺寸增大時，螺栓孔間距所必 須配合調整之增量。 10.3.10 最小邊距 標準型螺栓孔中心至連接構件邊緣之距離不得小於表10.3-7所列之值，亦不得 小於由式(10.3-3)計得之值。 若 F 由公式(10.3-1a)、(10.3-1b)求得，則沿著作用力傳遞方向之螺栓孔中心至 p 連接構件邊緣之距離不得小於 。否則此螺栓孔邊距( L )須符合下列之規定 1.5d e 2 P L ≥ (10.3-3) e F t u 其中， 、 F 、 之定義見10.3.9節。 P u t 超大型孔和槽孔之邊距為標準型孔之邊距加上表10.3-8所列之增量 。 C 2 解說： 螺栓孔之臨界承壓應力與承壓鋼材之張力強度、螺栓間距及沿作用力 方向由螺栓孔中心至接合部邊緣間之距離等因素有關。由試驗顯示(Kulak et al. 1987)，螺栓孔的臨界承壓應力與接合鋼材張力強度的比值和螺栓沿作用 力方向之間距與所用螺栓直徑之比值成線性關係。下式提供單根螺栓以標 準孔接合，由試驗數據所得之下限值，此值並可保守地用於具適當間距之 多根螺栓接頭： F pcr ℓ e = F d u 其中 2 F =臨界承壓應力，tf/cm pcr 2 F =接合部鋼材之最小標稱拉力強度，tf/cm u ℓ =沿作用力方向由螺栓孔中心至最近之螺栓孔邊緣或連接 e 板邊緣間之距離，cm d =螺栓直徑，cm 上式若以安全係數2.0修正，就成為式(10.3-2)及(10.3-3)之基本式。 10-22
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鋼結構容許應力設計法 表10.3-7 最小邊距(單位：mm)（標準型螺栓孔中心[a]至連接構件邊緣之距離） 螺栓及螺牙桿件 鋼板，型鋼或鋼條之軋壓邊 剪 斷 邊 標稱直徑 或瓦斯切割邊[b] 13 22.0 19.0 16 28.5 22.0 20 32.0 25.0 22 38.0[c] 28.5 24 44.5[c] 32.0 27 50.0 38.0 30 57.0 41.0 ＞30 1.75×直徑 1.25×直徑 註[a]：對於超大型孔或槽孔，參閱表10.3-8。 [b]：若構件在螺栓孔處之實際應力不大於此構件最大設計強度之 25%，則此欄內之邊距可以減小3mm。 [c]：若角鋼用於梁之接頭，則其兩端之邊距可為32mm。 表10.3-8 邊距之增量C (單位：mm) 2 槽 形 孔 螺栓及螺牙桿件 超大型孔 垂直於構件之邊緣 標稱直徑 平行於構件之邊緣 [a] 短槽形 長槽形 ≤ 22 1.5 3.0 0.75×直徑 0 24 3.0 3.0 ≥ 27 3.0 4.5 註[a]：若所用之槽形螺栓孔小於表10.3-5所規定之最大值，則 可按表10.3-5 C 2 中所規定之最大值與實際上所用值之差之一半予以減小。 10.3.11 最大邊距及間距 任一螺栓孔中心至最近之連接板邊緣之距離不得大於連接板厚度之12倍，亦 不得大於15cm。連續連結之板或板與型鋼，其螺栓之縱向間距須依下述規定： (1)對未暴露於腐蝕環境之油漆或未油漆構件，其最大間距不得超過24倍較薄板厚 或30cm。 (2)未經油漆處理而暴露於空氣中之耐候鋼之螺栓接頭，其最大間距不得超過14倍 較薄板厚或18cm。其最大邊距不得超過8倍較薄板厚或12cm。 解說： 螺栓孔之最大邊距不得大於接合部外側連接板厚之12倍，亦不得大於 15cm，主要目的為避免油漆損壞時濕氣浸入而發生腐蝕現象，甚至累積而 10-23
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鋼結構容許應力設計法
迫使接合部位分離。至於曝露於大氣而未經油漆處理的鋼構接頭則需要更
嚴格的規定。
10.4 塊狀剪力撕裂
破壞斷面沿通過螺栓孔之剪力斷面或破壞斷面沿通過螺栓孔之剪力斷面及與
此斷面垂直之拉力斷面所構成之撕裂情況，如上翼板被切除之梁端接合處及類似
接合，其容許應力為
F = 0.30F (10.4-1)
v u
上式作用於剪力淨斷面上，且
F = 0.50F (10.4-2)
t u
上式作用於張力淨斷面上。以銲接接合亦應檢核邊緣之最小淨破壞路徑。
解說： 由試驗顯示梁端翼板截除之接頭可能發生沿著螺栓孔周圍撕裂破壞之
模式（如圖C10.4-1）。這種塊狀剪力模式係由一個斷面之張力強度及垂直
此斷面之剪力強度組合而成。其可取張力淨斷面積強度及剪力淨斷面積破
裂強度之和來估計塊狀剪力強度。破壞路徑為取通過各螺栓孔中心之連
線。塊狀剪力破壞模式在梁端翼板未截除之接頭亦可能發生。其他之例子
見圖C10.4-2。在沿著銲接接合之周圍亦須檢核塊狀剪力破壞模式。對雙角
鋼接合之薄板開孔亦須檢核此種破壞模式。
削切
斜線部分以外
斜線部分以外 剪力面積
之撕裂破壞
之撕裂破壞 {
剪力面積
{
拉力面積
拉力面積
圖C10.4-1 撕裂模式之破壞面
張力面積
剪力面積
剪力面積
剪力面積
張力面積
圖 C10.4-2 剪力面積與張力面積示意圖
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鋼結構容許應力設計法 10.5 連結構件 本節應用於連結構件之設計，如：加勁板、連接板、角鋼，托架以及梁柱接 頭之梁柱腹板交會處。 10.5.1 偏心接頭 軸向應力構件交會時其斷面重心軸線宜交於一點，否則應考慮偏心而產生之 彎曲應力和剪應力。 解說： 承受軸向應力構件平面交會時，其重心軸線除應交於一點外亦應考慮 其面外之側向穩定性。如未能交會於一點，除應考慮前述現象及因偏心所 產生之彎曲應力、剪應力及變形量與使用性外，亦應注意接合處面內之轉 動穩定性。 梁端承受剪力之簡支接頭在實務上常未能接合於理論支點上，其因偏 心產生之彎矩影響應予考慮。 10.6 填板 螺栓接合，除使用摩阻型強力螺栓外，如其填板之厚板超過6mm時，填板應 延伸至連接板外，在其延伸之長度內應配置足夠之螺栓，使構材之應力均勻傳遞 於構材與填板之組合斷面。當填板厚度介於6mm與19mm之間，且未依規定延伸至 連接板外，螺栓之容許剪應力須乘以1.1-0.16t折減之，其中，t為填板之總厚度（公 分），且不大於19mm。如採用銲接接合，填板之厚度超過6mm時，填板須延伸至 連接板外，且應以足夠之銲道將連接板全部應力經填板傳遞至構材，並應考慮偏 心之影響。厚度6mm以下之填板可裁成與連接板齊平，其銲接尺寸應為傳遞連接 板應力所需之尺寸及填板厚度之和。 解說： 以高強度摩阻型螺栓接合之接頭，不須以額外的螺栓來固定填板即可 達到各剪力接合構件發揮整體效果。此種接頭之接合部與填板間之摩阻效 果與無填板之接頭相同。 填板亦可使用於以銲接方式疊接不同板厚之續接接頭或有錯位續接的 情況。 10.7 續接 10.7.1 梁之續接 在板梁及梁中之開槽銲續接，其強度應發展至較小續接斷面之全部強度，在 板梁和梁中之其它種型式之續接強度，應為續接點所需抵抗之作用力。 10-25
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鋼結構容許應力設計法 10.7.2 巨型斷面之續接 本節應用於厚度超過40mm之熱軋型鋼或由厚度超過50mm之鋼板以銲接方式 組合而成之組合型鋼斷面，其續接斷面受拉力或彎矩所產生之主要拉應力所作用。 當這些斷面之拉應力由全滲透開槽銲之續接所傳遞時，其母材應於21℃時應 有27焦耳(J)之CVN衝擊能量，且應滿足相關之加工、預熱、銲接與檢驗要求，以 槽銲續接時之預熱溫度並應高於175℃。此斷面於拉力續接時，銲接之起弧板導板 應切除且表面須磨平。此外受壓構材以及因風力與地震力作用之受拉構材續接 時，可使用續接板來達成，以避免過度之銲接收縮應變。 解說： 巨型斷面以銲接方式續接時，因熱量輸入較大，在冷縮過程中容易產 生變形，故銲道設計時在對稱位置宜為相同之銲法且能夠同時進行銲接為 原則，並須配合預熱、後熱及銲道非破壞檢驗等措施以避免扭曲並確保銲 接品質。 由於銲接過程的反復加熱及冷卻將造成銲道附近金屬之不均勻膨脹及 收縮，造成殘留應變的產生，當構件之間有極大的銲量無法自由收縮時， 此種應變可能超過降伏應變，特別是當材料相當厚時，厚度方向與長、寬 二方向對銲道造成束制而形成三軸應力，而限制鋼材延展性變形的能力， 可能造成脆性斷裂。過去曾有不少巨型斷面，在以銲接方法續接時，當銲 接完成時即因此種殘留應力之影響而產生斷裂，因此對此類構件需要續接 時須加特別之規定，一般可採用螺栓續接或填角銲搭接，或是以銲接與螺 栓組合的方式續接以避免銲接收縮造成斷裂（見圖C10.7-1）。 由於巨型斷面之材質常因軋製過程而致其衝擊韌性較低，故對材質須 規定其最小衝擊能量值。 對銲接頭或填角銲接頭之起點及終點二端應銲上與接頭同樣開槽方式 之首尾導銲板，並於電銲完成後予以切除並磨平，以防銲接缺陷之發生（見 圖C10.7-2）。 n i 3 r o 2 (a)剪力板銲接於腹板上 (b)螺栓接合續接板 圖C10.7-1 巨型斷面之續接 10-26
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鋼結構容許應力設計法 圖C10.7-2 導銲板 10.7.3 梁翼板切除與扇形銲接孔 所有扇形銲接孔之長度須能使得銲接處離預定銲道趾部之距不大於開孔之1.5 倍。扇形銲接孔之高度應足夠容納與鄰接板間之銲材且提供墊板之空隙。梁翼板 切除與扇形銲接孔採熱切割時表面應加以磨平以消除其刻痕或尖銳之凹角。對於 巨型型鋼及厚度超過50mm之組合型鋼，並應使用磁粉探傷或滲透液探傷法檢驗 之。若扇形銲接孔或梁翼板切除之彎曲轉變段以預先鑽孔或鋸孔，則不需再磨平。 解說： 巨型斷面續接時銲接之表面處理及細部方面除須滿足一般規定外，另 須符合下列規定： 1.採用較大且平滑的扇形銲接孔以減少銲接的收縮應變，避免垂直方向之銲 接過於接近，並在孔位的準備、銲接與檢測上提供良好工作性，且應避 免製作扇形切角時可能產生之尖銳凹痕或裂痕，圖C10.7-3所示為幾種可 行方法。 2.熱切割前必須預熱以減少硬表層的形成。 3.切割面必須研磨或加工並以磁粉探傷或滲透液探傷檢測，可去除硬表層及 保持平滑轉接面。 桁架弦材、撓曲構件拉力側的翼板及其他承受拉力的巨型斷面，接合之 設計與製造過程均須符合上述之規定。 R≧1.5tw ≧1.5tw ≧1.5tw w w t t ≧ ≧ 0 (a)熱軋型鋼 (b)組合型鋼 (c)組合型鋼 預鑽孔 ≧1.5tw 預鑽孔 w t ≧ 不需相切但 不得有凹痕 不需相切 (d)工作孔 (e)梁端翼板截除 (f)梁端翼板截除 圖C10.7-3 扇形銲接孔之施工 10-27
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鋼結構容許應力設計法 10.8 容許承壓應力 對經研磨之表面或擴孔、鑽孔及搪孔之樞梢承壓加勁板之端部： F = 0.90F (10.8-1) p y 其中： 2 F =標稱降伏應力，tf/cm y 對伸縮滾動支承和搖動支承： ( F − 0.91) y F = 0.26d (10.8-2) p 20 其中： 直徑，cm d = 解說： 對樞孔及螺栓而言，其承壓應力並不相同。對樞孔而言，0.90 F 之容許 y 承壓應力即可提供板開孔之不穩定及高集中應力等足夠之防護(Johnston 1939)。 本規範所指的「研磨或加工表面」包含以任何適當的方法精確地鋸平 或修平達到真實平面即可。 10.9 柱基與混凝土間之承壓應力 混凝土之容許承壓應力可表示為： 2 支承於砂岩或石灰岩上 F = 0.028t / cm p 2 支承於水泥砂漿砌磚上 F = 0.018t / cm p ′ 支承於混凝土之全面積上 F = 0.35 f p c ′ ′ 承壓面積小於混凝土全面積 F = 0.35 f A / A ≤ 0.7 f p c 2 1 c 其中， ′ 2 f =混凝土抗壓強度，tf/cm c 2 A =鋼材在混凝土支承上之承載面積，cm 1 2 A =在混凝土支承面上與載重面積同心且幾何圖形相似之最大面積，cm 2 解說： 本節並非要對砂石材料之承壓強度作一明確規範，主要係使整個設計 流程能達到完整流暢。規範中之規定係參照ACI 318-83之極限強度狀態，且 其靜載重與活載重之載重因子均為1.7，這使得其相較於採用靜載重放大因 子1.4之ACI規範更為保守。 當基板承壓面積之四周均小於混凝土基座之支承面積時，周圍之混凝 土可對承壓區產生圍束作用，故可依 A / A ≤ 2 來提高承壓強度。當支承 2 1 基座之頂部為截頭錐形或階梯形時，只要其周圍的坡度不致太陡，則可利 用此種圍束之效果。圖C10.9-1說明如何應用截頭錐來決定 A ，圖中所示截 2 頭錐之坡度與載重向四周擴散及向下傳遞之路徑不同，實際傳遞之坡度較 10-28
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鋼結構容許應力設計法 為陡峭。截頭錐之四周坡度取較為平緩之坡度係為確保高承壓應力區之周 圍立即有混凝土圍束。 A 為載重面積但不得大於基板面積或承壓基座之斷 1 面積。 ° 45 45 ° 載重面積A1 平面圖 載重 載重面積A1 2 1 有效擴大面積A2 剖面圖 圖C.10.9-1 有效截頭錐面積 10.10 錨栓與埋置物 10.10.1 錨栓 錨栓之設計需能抵抗在各種載重組合下，柱端所承受之拉力和剪力，包含由 柱底部束制產生之彎矩所引致之淨拉力分量。埋置之錨栓可使用高強度錨栓，必 要時可施加預力錨定於混凝土結構。 解說： 將錨栓設置於混凝土結構內時，澆灌混凝土之前避免以電銲方式先予 固定，如電銲無法避免，錨栓之材質應選用可銲性鋼材，以免產生脆化現 象。 10.10.2 埋置物 混凝土支承結構的設計需安全支承載重，故埋入深度需有一適當之安全因 子，以確保埋置強度不會因局部或全部支承混凝土結構之破壞而折減。 利用螺栓，鋼釘及鋼棒所構成之埋置構件，以抵抗拉力載重時，設計時需將 10-29
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鋼結構容許應力設計法 載重藉握裹力、剪力、承載力或聯合作用力，傳遞至混凝土上。 剪力載重應考慮經由埋置部分傳至混凝土，其傳遞係藉剪力突出物或剪力摩 擦來傳遞。 抵抗剪力之容許摩擦力依下式計算 V = 0.5μP (10.10-1) 其中： 垂直力(壓力) P = 摩擦係數 μ= 當型鋼與混凝土接觸面之埋置深度大於板厚時，摩擦係數μ取0.9，當型鋼 與混凝土（或灌漿）之接觸面與混凝土表面一致時μ取0.7，若型鋼與灌漿接觸 面高於混凝土體之表面，則μ取0.55。 解說：(1)錨栓需有適當的錨錠長度，錨頭（或錨板）亦需有足夠的承壓面積。為 確保超載時錨栓仍有韌性行為，混凝土應力錐之抗拉出強度必須大於錨 栓之容許拉應力× A 。混凝土抗拉出應力錐（見圖C10.10-1）之強度等於 t 2 （混凝土容許拉力強度0.53 f ′kg / cm ）×（錨栓群應力錐之有效投影面 c 積）。若錨栓間距太近或離混凝土基座之邊距太小，其投影面積須扣除 應力錐重疊部分及超出混凝土基座邊緣的面積，同時有效面積亦受混凝 土總厚度的限制（見圖C10.10-2）。 (2)錨栓過於接近混凝土基座的邊緣時，錨頭附近之混凝土由於周圍側向束 制情況不同，可能會產生向外爆開現象（見圖C10.10-3）。此種現象係由 於錨頭附近受高承壓力所致，可能爆開之形狀類似水平向外之受張應力 錐。 (3)錨栓藉摩擦力傳遞剪力時其設計剪應力 如下 V V ≤ 0.4μF y 其中 2 F ＝錨栓之降伏強度，tf/cm y μ＝摩擦係數（見圖C10.10-4） (4)承受剪力之錨栓如過於接近混凝土基座邊緣，當剪力往外側方向作用 時，在未完全發揮摩擦力之前，由於錨栓之變形會產生半圓錐形向外劈 開之破壞模式（見圖C10.10-5），半圓錐形頂端位於錨栓上部與混凝土承 壓處，為使錨栓達到最大剪力強度，必須保留適當的邊距。 (5)當埋置深度或邊距無法達到需求時，應以鋼筋補強之。 (6)錨栓之承壓強度除須考慮錨栓本身之剪力與拉力之合應力外，亦須考 慮混凝土應力錐同時承受剪力與拉力之影響。 10-30
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鋼結構容許應力設計法 (7)當柱基之剪力非由錨栓承受，而以剪力突出物（剪力榫）傳遞剪力至混 凝土基座時，基板及剪力榫須有足夠的勁度以免過度變形而致混凝土局 部承壓力集中。同時由於剪力作用位置與抵抗中心間之偏心彎矩應計入 整體基板設計中（見圖C10.10-6）。 (8) 混凝土強度控制不易或使用高強度錨栓時應加錨碇鋼板以確保錨碇應 力之傳遞。 破壞錐面 破壞錐面 圖C10.10-1 混凝土抗拉出應力錐 圓錐A:三邊折減 圓錐B:四邊折減 A B A B B B 臨界斷面1 臨界斷面2 (b)受版厚限制 (a)應力錐重疊或超出外緣 圖C10.10-2 混凝土應力錐有效投影面積 1 1 圖C10.10-3 錨頭附近可能爆開模式 10-31
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鋼結構容許應力設計法 μ=0.55 (1)支承於外灌漿襯墊上 μ=0.7 (2)支承於硬化混凝土面上 μ=0.9 (3)埋置於灌漿內 圖C10.10-4 基板支承情況 剪力作用方向 側向 正面 圖C10.10-5 剪力向外側作用可能劈開模式 V 作用力中心 抵抗中心 剪力榫 圖C10.10-6 剪力榫及二次彎矩示意圖 10-32
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鋼結構容許應力設計法 10.11 符號說明 2 =螺栓標稱斷面積，㎝ A b 2 =擴頭桿在主螺紋直徑處的斷面積，㎝ A b =錨栓拉應力錐之有效投影面積 A t 2 =支承於混凝土之鋼材承壓面積，㎝ A 1 2 =在混凝土支承面上與載重面積同心且幾何形相似之最大面積，㎝ A 2 =超大孔及槽孔計算螺栓最小間距之間距增量。 C 1 =邊距之增量。 C 2 2 =母材容許應力，tf/㎝ F BM 2 =銲材容許應力，tf/㎝ F w 2 =螺栓及螺牙桿件容許承壓應力，tf/㎝ F p 2 =混凝土容許承壓應力，tf/㎝ F p 2 =臨界承壓應力，tf/㎝ F pcr 2 =螺栓及螺牙桿件容許拉應力，tf/㎝ F t 2 =螺栓及螺牙桿件容許剪應力，tf/㎝ F v 2 =鋼材或螺栓及螺牙桿件之標稱拉力強度，tf/㎝ F u 2 =鋼材之標稱降伏應力，tf/㎝ ，本規範中「降伏應力」係指規定最小 F y 降伏點（鋼材具降伏點者）或規定降伏強度（鋼材未具降伏點者）。 =作用力線上，標準孔或超大孔或槽孔端半圓中心至接合物邊緣之距 L e 離，cm P =接合處之臨界部位中一支螺栓傳遞之力，tf P =軸力，tf =螺栓孔中心距，㎝ S =螺栓承受之拉力，tf T =強力螺栓之規定預拉力，tf T b =剪力，tf V =摩擦力，tf V =梁柱接頭區之剪力強度，tf V =接合器標稱直徑，㎝ d =標準孔之直徑，㎝ d h ' 2 =混凝土之規定抗壓強度，tf/㎝ f c 2 =螺栓之計算拉應力，tf/㎝ f t 2 =螺栓之計算剪應力，tf/㎝ f v =銲道長度，㎝ l =錨栓錨定長度，㎝ l =沿作用力方向由螺栓孔中心至最近之螺栓孔邊緣或連接板邊緣間之 l e 10-33
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鋼結構容許應力設計法 距離，cm =接合部之厚度，㎝ t =摩擦係數 μ 10-34
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