¶ 建築物混凝土結構設計規範|112年版・含113年勘誤|第十六章 構材間之接合部
發布機關:內政部
版本:112年8月10日台內營字第1120809921號令修正發布,113年1月1日生效;113年2月19日內授國建管字第1130800784號函勘誤。
文件性質:設計規範及解說(含113年勘誤)
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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第十六章 構材間之接合部 第十六章 構材間之接合部 16.1 範圍 16.1.1 本章適用於混凝土構材相交之接頭及接合部設計與在接頭介面之力量傳遞,包括(a)至(d): (a) 預鑄混凝土構材接合部; (b) 場鑄或預鑄混凝土構材與基腳接合部; (c) 合成混凝土撓曲構材之水平剪力; (d) 托架及梁托。 16.2 預鑄混凝土構材接合部 16.2.1 通則 解說: 接合部細部設計宜將因束制潛變、收縮與溫度變化產生裂縫的可能性降至最低,美國預鑄預力混凝 土學會 (MNL 123) 提供預鑄混凝土結構物接合部細部設計建議,台灣混凝土學會亦提供相關設計建議 (台灣混凝土學會 2016b)。 16.2.1.1 構材間力之傳遞得利用灌漿接頭、剪力榫、支承、錨栓、機械式連接器、鋼筋連接 、配有鋼筋之上覆板或以上之組合。 解說: 同時使用二種或二種以上接合方式時,宜考慮個別接合方式的力量-變形特性,以確認所有接合方式 能一同作用以發揮預期機制。 16.2.1.2 傳遞作用力之接合部應以試驗或分析方法證明其適用性。 16.2.1.3 僅利用重力而產生摩擦力之接合部細部應不得使用。 16.2.1.4 接合部與鄰接接合部之構材區域之設計應承受預鑄結構系統中所有外力效應下產生 之力與變形。 解說: 預鑄構材與類似之場鑄構材的結構行為可能有很大的差異,對於預鑄構材而言,接合部之設計宜特 別考慮以減少或傳遞因收縮、潛變、溫度改變、彈性變形、差異沉陷、風及地震所產生之作用力。 16.2.1.5 接合部細部設計應依第5.3.5節規定考量因為束制體積改變對結構行為之影響。 解說: 構材尺寸不合、收縮、潛變、溫度、或其他環境因素導致體積改變所產生的變位或作用力,均宜考 慮在接合部設計中。在上述作用力下,接合部宜具有承受設計載重的能力。束制效應的假設在所有連結 構材內宜一致。上述力量有可能作用在某一方向上,卻影響接合部其他方向的承載能力,例如收縮造成 預鑄梁軸向拉力,有可能影響支承該梁之梁托垂直方向剪力強度。 16-1
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第十六章 構材間之接合部 16.2.1.6 接合部設計應考量預鑄構材在製作與組立時所規定之許可差。 解說: 參閱第26.9.1節解說(a)。 16.2.1.7 同時使用多種元件作接合部設計時,應考慮元件間之勁度、強度與延展性之差異。 16.2.1.8 整體性連接筋應依第16.2.4節或第16.2.5節規定配置在垂直方向、縱向、橫向以及圍 繞結構周邊。 解說: 美國PCI設計手冊(MNL 120)附篇B 提供預鑄混凝土承重牆結構整體性與最少整體性連接筋量建議。 16.2.1.9 預鑄構材之輔助鋼筋,除用以併入強度計算之鋼筋外,得不必延伸入支承內錨定。 解說: 考量預鑄構材分割與施工之特性,預鑄構材內之輔助鋼筋,例如用於梁腹控制裂紋之鋼筋,除非用 以併入強度計算之鋼筋外,可以不必延伸入支承內部錨定,亦不必與接頭內之輔助鋼筋進行續接。 16.2.2 需求強度 16.2.2.1 接合部與鄰近接合部附近之構材區域之需求強度,應依第五章規定之因數化載重組 合計算。 16.2.2.2 接合部與鄰近接合部附近之構材區域之需求強度,應依第六章規定之分析程序計算 。 16.2.2.3 支承接合部Nuc之計算應依(a)或(b),但不需超過Nuc,max,其中Nuc,max,指經支承接合 部之載重路徑傳遞之最大束制作用力乘上活載重之載重因數,再考量與其它因數化 載重效應組合。 (a) 不具支承墊之連接部,Nuc應與依第5.3.5節因數化載重組合之Vu同時計算。該束 制作用力應視為活載重。 (b) 具有支承墊的連接部,Nuc應取持續且無因數化豎向反力乘以載重因數1.6之百分 之20。 解說: 受到持續載重作用的支承接合部將因潛變、收縮與温度變化的影響而經歷體積變化束制力。持續載 重是靜載重與任何其它永久載重,例如,土壤載重或可能內含於活載重之設備載重。第5.3.5節規定了限 制體積變化及差異沈陷與其它載重結合的一般性考量,但沒有明確定義預鑄混凝土支承條件的載重因數 。第16.2.2.3節的規定提供載重因數值。Nuc,max提供容量設計上限值。 對於機械式連接,鋼對鋼接觸,或其它高摩擦支承,水平力通常是因為體積變化受到束制所導致。 因潛變、收縮及温度變化的影響,這些支承接合部將經歷體積變化束制力。由於作用在支承接合部上的 體積變化束制力的大小,通常不能得到高精度確定值,因此在第16.2.2.3(a)節的規定中,當採用第5.3.5 節的因數化載重組合時,需將束制力Nuc視為活載重,另在第16.2.2.3(b)節的規定中,則乘以1.6的係數。 常見預鑄混凝土支承接合部採用彈性墊或其它結構支承介質,藉由支承墊的變形或滑動以限制傳遞 作用力。此種接合部作用力的上限值可取無因數持續載重反力的20 %,如第16.2.2.3(b)節所認可。 16-2
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第十六章 構材間之接合部 16.2.2.4 當支承材料之摩擦係數由試驗取得時,Nuc,max得按持續且無因數化豎向反力乘以該 摩擦係數與載重因數1.6計算。 解說: 明確設計為低摩擦力的支承,例如聚四氟乙烯(PTFE)塗層滑動支承,可以減少體積變化束制力。 如果支承材料的摩擦係數已考慮到諸如溫度,齡期和暴露的使用條件,而可被可靠地確定時,則該摩擦 係數可用於計算最大束制力。 16.2.3 設計強度 16.2.3.1 任一適用之載重組合下,預鑄構材接合部之設計強度應符合 φS ≥ U (16.2.3.1) n 16.2.3.2 φ 值應依第21.2節規定決定之。 16.2.3.3 混凝土在支承與被支承構材或其與中間支承構件間之接觸面標稱承壓強度 (Bn) 應 依第22.8節規定計算之。Bn是支承或被支承構材接觸面積中較小標稱混凝土承壓強 度,當使用中間支承元件,該承壓強度應不超過中間支承構件之承壓強度。 16.2.3.4 如果剪力是外加載重所造成之主要內力,且透過一平面傳遞,Vn得依第22.9節規定 之剪力摩擦計算。 16.2.4 最小接合部強度與最少整體性連接筋要求 16.2.4.1 除第16.2.5節另有規定外,縱向與橫向整體性連接筋須將預鑄構材連結到抵抗側向力 之結構系統。豎向整體性連接筋應依第16.2.4.3節規定接合鄰接之樓板與屋頂板。 解說: 本節之最小需求並非取代規範其他預鑄混凝土結構之適用設計規定。 結構之整體性可藉由微幅改變構材鋼筋數量、位置及細部設計與接頭組件之細部配置而大幅加強。 整體性連接筋宜構成完整的力量傳遞途徑,而力量宜儘量透過該途徑直接傳遞。傳遞途徑宜將偏心降至 最低,特別是在接合部。 16.2.4.2 預鑄構材組成樓板或屋頂橫膈板時,橫膈板與受橫膈板側向支撐構材間之接合部標 稱拉力強度應不少於450 kgf/m [4.4 kN/m]。 解說: 橫膈板與受橫膈板側向支撐構材可以直接或間接接合,例如柱可以直接接合到橫膈板,或連接到邊 梁再由邊梁接合到橫膈板上。 16.2.4.3 除了覆面外牆,所有豎向預鑄結構構材應在水平接頭提供豎向整體性連接筋,並依 (a)或(b)之規定: (a) 預鑄柱間之接合部應配置豎向整體性連接筋,其標稱拉力強度不小於14Ag kgf [1.4Ag N],Ag是柱總斷面積。當柱斷面大於基於載重考量所需之斷面,得使用 依載重需求之折減後有效面積,但應不小於原柱斷面積之一半。 (b) 預鑄牆板間之接合部應至少有2根豎向整體性連接筋,其每根連接筋標稱拉力強 度不小於4,540 kgf [44 kN]。 解說: 16-3
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第十六章 構材間之接合部 預鑄混凝土柱、牆板、結構牆,在與基礎及水平接頭處之接合設計,宜傳遞所有設計作用力與彎矩 。本節之最少整體性連接筋規定並非外加於上述設計需求。如果可行,一般實務上通常將牆板整體性連 接筋對稱於垂直向中心線配置,分布於外側1/4牆寬內。 16.2.5 超過3層以上預鑄混凝土承重牆結構物之整體性連接筋規定 解說: 第16.2.4節整體性連接筋之規定適用於所有預鑄混凝土結構,本節規定特別針對超過三層以上預鑄混 凝土承重牆,又稱為大型板結構,若與第16.2.4節牴觸,以本節規定為主。 大型板結構之最少整體性連接筋量規定乃基於結構整體性考量,在一承重牆失去支承作用時,提供 替代之載重路徑 (Portland Cement Association 1980)。連接筋量根據其他載重計算得到的結果可能超過本 節最少連接筋量規定,最少整體性連接筋量的規定如圖R16.2.5所示,主要根據美國PCI預鑄混凝土承重牆 建築設計建議 (PCI Committee on Precast Concrete Bearing Wall Buildings 1976),整體性連接筋強度可用鋼 筋降伏強度計算,美國PCI設計手冊(MNL 120)附篇B 提供預鑄混凝土承重牆結構之結構整體性與最少整 體性連接筋量設計建議。 P,T L L L L T P,T L L L L L L L L L L P,L V T V P,L P,T V T = 橫向 V P,T P,L L = 縱向 V = 豎向 P = 周圍 圖R16.2.5 一般大型板結構物之整體性連接筋配置圖 16.2.5.1 樓板與屋頂系統整體性連接筋量應依下列(a)到(f)之規定: (a) 樓板與屋頂系統之縱向與橫向整體性連接筋應提供標稱拉力強度,每單位寬度 或長度內至少2,250 kgf/m [22 kN/m]。 解說: 16-4
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第十六章 構材間之接合部 (a) 縱向整體性連接筋可於板內利用搭接、銲接、機械式續接或埋入灌漿接頭內,並有足夠的長度與保 護層以發展其需要強度。非受預拉預力鋼筋宜有足夠的握裹長度以發展其降伏強度 (Salmons與 McCrate 1977, PCA 1980)。 (b) 縱向與橫向整體性連接筋應涵蓋內牆支承,以及樓板或屋頂系統與外牆間。 (c) 縱向與橫向整體性連接筋應配置於樓板或屋頂系統平面上下60 cm以內。 解說: (c) 將整體性連接筋置於與接近板或屋頂系統平面之牆內是普遍的作法。 (d) 縱向整體性連接筋應平行於樓板或屋頂板之跨距,其中心間距應不大於300 cm ,在開口處應注意力量傳遞。 (e) 橫向整體性連接筋應垂直於樓板或屋頂板之跨距,其間距應不大於結構牆間距。 (f) 每一樓層之樓板與屋頂周圍沿邊緣1.2 m內應配置標稱拉力強度至少7,300 kgf [71.6 kN] 之整體性連接筋。 解說: (e) 橫向整體性連接筋可埋入板內或置於場鑄上覆板內均勻分布之,或集中於橫向承重牆之處。 (f) 周圍整體性連接筋量可不必外加於縱向及橫向整體性連接筋要求。 16.2.5.2 垂直整體性連接筋應依下列(a)至(c)之規定: (a) 垂直整體性連接筋應配置於所有牆內且在房屋高度內應連續。 (b) 牆整體性垂直連接筋應提供沿水平方向至少4,500 kgf/m [44 kN/m]之標稱拉力 強度。 (c) 每片預鑄牆內至少應提供兩根垂直整體性連接筋。 16.2.6 最小支承接合部尺寸 16.2.6.1 預鑄構材之最小支承接合部尺寸應依照下列構材之結構型式考慮: (a) 簡支預鑄構材。 (b) 合成預鑄構材。 其中,簡支預鑄構材是指預鑄構材上方無場鑄構造部分,或其場鑄構造部分無法符 合構成合成構材者。 16.2.6.2 各種預鑄構材之支承接合部尺寸應依第16.2.6.3節至第16.2.6.6節規定,除非經過分析 或試驗證明較小之支承尺寸無損其性能。包括得採用剪力接合器支承方式。 解說: 由於預鑄構材支承之接合部尺寸是與構材設計之結構型式較有關,故本規範改依結構型式來訂定支 承接合部尺寸。例如簡支預鑄構材,因預鑄構材中無場鑄部分可與其他構材連接,構材端部的力量都得 經過支承方式傳遞,因此,其支承接合部之最小尺寸規定較嚴格;若預鑄構材能與場鑄部分組合成為合 成預鑄構材,則因構材之受力可利用合成斷面來傳遞,其支承接合部之尺寸限制可較簡支預鑄構材為小 。故有關預鑄構材支承接合部之最小尺寸限制,將根據結構型式分為簡支預鑄構材及合成預鑄構材兩種 。 本項最小支承接合部尺寸之規定,如第1.1節說明是依建築技術規則構造編訂定,適用該「建築構造 編」所規定之構造。至於其他如橋梁等結構,因其載重特性非屬「建築構造編」所考量,或是其支承接 合部尚需符合橋梁耐震防落長度之其他特別規定者,其最小支承接合部尺寸不屬本節所規定之範圍。 16-5
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第十六章 構材間之接合部 16.2.6.3 對於簡支預鑄樓板、梁或有腹板構材,其支承構材邊緣至預鑄構材邊緣在預鑄構材 跨徑方向之最小設計尺寸,考慮施工許可誤差後,應依表16.2.6.3規定。 表 16.2.6.3 簡支預鑄構材,其支承構材邊緣至預鑄構材邊緣最小設計尺寸規定 構材型式 最小距離, cm ℓ /180 n 實心或中空樓板 二者取大 5.0 ℓ /180 n 梁或有腹板構材 二者取大 7.5 16.2.6.4 若支承構材與被支承構材之邊緣沒有保護裝置,支承墊應自前述邊緣內移至少1.25 cm,或自構材截角邊緣內縮一截角尺寸。 解說: 本節區分承壓長度及預鑄構材之支承長度(即支承構材邊緣至預鑄構材邊緣之長度),如圖R16.2.6.4 所示。 支承墊將集中載重及反力分布於承壓面積上,且允許有限的水平位移及轉動以降低應力。為防止支 承構材在承壓處應力過大而使混凝土剝落,除非邊緣有保護,支承墊不可延伸至支承構材邊緣。保護之 裝置可為錨定之鐵板或角鋼。第16.5節提供托架或梁托(brackets or corbels)之支承規定。 支承構材 預鑄構材 無保護之邊緣 承壓長度 至少1.25 cm且 不小於截角尺寸 ℓ /180 ≥ 5.0cm (板) n ℓ /180 ≥ 7.5cm (梁) n 圖R16.2.6.4 簡支預鑄構材,其支承上之承壓長度 16.2.6.5 合成預鑄構材之設計應依本規範相關章節之規定。當接合部採用剪力接合器支承方式 ,剪力接合器至少應能承擔預鑄構材自重、面層混凝土自重與施工活載重等荷重。符 合本節規定之合成預鑄構材,應不依第16.2.6.3節與第9.7.3.8.1節之規定。 16.2.6.6 合成預鑄構材之接合部,於施工時無使用第16.2.6.5節規定之剪力接合器或無法完全 16-6
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第十六章 構材間之接合部 利用剪力接合器支承時,於構材構成合成作用前,除依第16.2.6.2節之規定外,應設 置臨時支撐。 解說: 本規範考量合成構材接合部之技術發展,與實務經驗之回饋,修訂前版規範之部分剛性接合部,新 增以剪力接合器連接方式傳遞合成預鑄構材之載重。剪力接合器設計宜檢核圖R16.2.6.5所示截面A之彎 矩與剪力強度、截面B之彎矩強度、及剪力釘之剪力強度,剪力接合器之鋼板厚度、剪力釘之分布與設 計,可參照「鋼構造建築物鋼結構設計技術規範」之相關規定。 剪力釘 截面A 截面B (a) 剪力接合器示意圖 (b) 接合部示意圖 圖R16.2.6.5 剪力接合器與接合部 合成預鑄構材之組合方式除符合合成斷面之各項設計需求外,若合成預鑄構材之場鑄部分設計為可 傳遞剪力至支承構材,則該場鑄部分在預鑄構材端點處,宜依第22.9節考慮界面處之剪力摩擦需要進行 設計,且剪力摩擦鋼筋除依第25.4節規定錨定於支承構材內,距預鑄小梁端部1倍梁深的範圍內,宜配置 閉合箍筋圍繞剪力摩擦鋼筋,以確保當保護層剝落後之剪力摩擦機制。若合成預鑄構材採剪力接合器與 剪力摩擦傳遞構材剪力至支承構材,且剪力接合器能符合本節之規定,其支承接合部尺寸自可較完全需 利用支承接合部傳遞所有構材剪力之簡支預鑄構材為小,且不適用第9.7.3.8.1節關於預鑄小梁至少三分之 一正彎矩鋼筋宜延伸入支承承壓長度中心之規定。 合成預鑄構材於施工階段,通常需利用接合部之支承、臨時支撐或角鋼、剪力接合器、或其混合方 式等方法承擔構材重量與各種施工載重,並防範施工時之可能變位。支承長度與其所傳遞之載重大小有 關,宜依各案施工條件計算並符合承壓強度之規定。臨時支撐構造之設置宜注意其穩定性與施工順序之 安排;合成預鑄構材接合部若採用剪力接合器時,宜注意其產生之局部應力於預鑄構材內之傳遞,並配 置適當之輔助鋼筋。預鑄構材若採用臨時支撐時,當臨時支撐構造拆除,其所支撐之載重需移轉給合成 預鑄構材承擔。 合成預鑄構材包括半預鑄樓板以及梁或有腹板構材,半預鑄樓板包括KT(Kaiser Truss)板及部分在 現場澆置之樓板。 16.3 基礎接合部 16.3.1 通則 16.3.1.1 柱、牆或墩柱底部之因數化力與彎矩,應經由混凝土之承壓以及鋼筋、插接筋、錨 16-7
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第十六章 構材間之接合部 栓及機械式連接器傳遞至基礎。 解說: 第16.3.1節至第16.3.3節之規定適用於預鑄及場鑄構造,第16.3.4節與第16.3.5節為場鑄構造之補充規 定,第16.3.6節為預鑄構造之補充規定。 16.3.1.2 基礎與被支承構材間應使用鋼筋、插接筋及機械式連接器等方式,以傳遞下列(a) 與(b)規定之力: (a) 超過基礎或被支承構材依第22.8節所得之混凝土承壓強度中較小者之壓力。 (b) 任何界面上之計算拉力。 16.3.1.3 鋼骨鋼筋混凝土合成柱之底部應依(a)或(b)之規定: (a) 鋼骨底部斷面設計需傳遞所有合成構材承受之因數化力至基礎。 (b) 鋼骨底部斷面設計僅需傳遞鋼骨承受之因數化力至基礎,剩餘之因數化力需由 混凝土受壓與鋼筋傳遞。 16.3.2 需求強度 16.3.2.1 傳遞至基礎之因數化力與彎矩,應依第五章規定之因數化載重組合與第六章規定之 分析步驟計算。 16.3.3 設計強度 16.3.3.1 任一適用之載重組合下,柱、牆或墩柱與基礎接合部之設計強度應符合式(16.3.3.1) 之規定。預鑄構材與基礎接合部,應依第16.2.4.3節或第16.2.5.2節垂直整體性連接筋 之規定。 φS ≥ U (16.3.3.1) n 其中Sn是接合部標稱撓曲、剪力、軸力、扭力、或承壓強度。 16.3.3.2 φ 值應依第21.2節規定決定之。 16.3.3.3 接合部彎矩和軸力共同作用強度應依第22.4節計算之。 16.3.3.4 混凝土在被支承構材與基礎間或與其中間支承構件間之接觸面承壓標稱強度 (Bn) 應依第22.8節計算。Bn是被支承構材或基礎接觸面積中較小之標稱混凝土承壓強度 ,當使用中間支承構件,該承壓強度應不超過中間支承構件之承壓強度。 解說: 一般基腳尺寸均大於柱,承壓強度在柱底及基腳頂面均宜檢核。如果沒有插接筋或柱主筋沒有延伸 至基礎內,柱底強度僅能考慮混凝土之強度。 16.3.3.5 在被支承構材與基礎之接觸面上,Vn應依第22.9節規定之剪力摩擦或其他適當方式 求得。 解說: 16-8
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第十六章 構材間之接合部 剪力摩擦可用來檢核傳遞到墩柱或基腳之側力。側力之傳遞亦可用剪力榫,但穿越接頭之鋼筋對場 鑄構造宜符合第16.3.4.1節規定、對預鑄構造宜符合第16.3.6.1節規定。在預鑄構造中,側力之抵抗可藉由 機械式或銲接之接合部達成。 16.3.3.6 預鑄柱、墩柱、或牆等之底部若使用錨栓或錨釘作機械式接合部,應依第十七章之 規定,且應考慮因組立造成之外力。 解說: 在第十七章中說明錨定設計及其耐震設計相關規定。宜考慮預鑄混凝土構造組立時產生的外力,因 其可能主控底部接合設計。 16.3.3.7 機械式連接器在預鑄柱、墩柱、或牆等底部之設計,應在錨定破壞或周圍混凝土破 壞前達到設計強度。 16.3.4 場鑄構材與基礎間接合部最少鋼筋量 解說: 規範規定所有被支承與支承構材間最少鋼筋量以確保結構靭性,這些鋼筋有助於在施工階段及往後 使用中維持結構之整體性。 16.3.4.1 場鑄柱或墩柱與基礎間之接合部,穿過交界面之As應不小於0.005Ag,其中Ag是被支 承構材總斷面積。 解說: 柱底接合面最少鋼筋量可由延伸柱主筋進入基腳並予以錨定提供,或由適當錨定之插接筋提供。 16.3.4.2 場鑄牆與基礎間之接合部,穿過交界面之垂直鋼筋面積應依第11.6.1節規定。 16.3.5 場鑄構材與基礎間接合部細部設計 16.3.5.1 場鑄柱、墩柱或牆之底部鋼筋,應依第16.3.3節與第16.3.4節規定,以縱向鋼筋延伸 進入支承基礎,或插接筋兩種方式之一設計。 16.3.5.2 當縱向鋼筋或插接筋規定需連續時,其續接與機械式連接器應依第10.7.5節,及第 18.10.2.1節規定。 16.3.5.3 若場鑄柱或墩柱底部採用鉸接或搖軸接合部,該柱或墩柱與基礎相連之接合部應依 第16.3.3節規定。 16.3.5.4 於基腳處,得允許所有因數化載重組合下皆受壓力之D43與D57鋼筋之壓力搭接,該 搭接應依第25.5.5.3節規定。 解說: 每一支受壓力之D43或D57鋼筋在第16.3.3.1節的規定下可能需要數支不大於D36插接筋接續。文中所 指搖軸接合部係為rocker connection。 16-9
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第十六章 構材間之接合部 16.3.6 預鑄構材與基礎間接合部細部設計 16.3.6.1 預鑄柱、墩柱、或牆之底部,其與基礎接合部設計應依第16.2.4.3節或第16.2.5.2節規 定。 16.3.6.2 當依第16.3.3節得到之適用載重組合在預鑄牆底不會產生任何拉力,則第16.2.4.3節 (b)要求之垂直整體性連接筋得在配置適當鋼筋之觸地板內發展其拉力強度。 16.4 合成混凝土撓曲構材水平剪力傳遞 16.4.1 通則 16.4.1.1 合成混凝土撓曲構材中,在連結構件之接觸界面間應能傳遞全部之水平剪力 解說: 合成構材界面間可利用接觸面上界面剪力所提供的水平剪力強度或適當錨定之連接筋,或兩者,以 確保各部位界面間水平剪力之傳遞。 16.4.1.2 相互連結之混凝土構件接觸界面間有拉力存在時,應設置依第16.4.6節與第16.4.7節 規定之橫向鋼筋,方可允許藉由接觸傳遞水平剪力。 16.4.1.3 設計所假設之表面處理條件應在施工圖說中註明。 解說: 第26.5.6節要求建築師及專業技師在施工圖說中註明表面處理條件。 16.4.2 需求強度 16.4.2.1 沿合成混凝土撓曲構材接觸面上傳遞之因數化力量,應依第五章規定之因數化載重 組合計算。 16.4.2.2 需求強度應依第六章規定之分析程序計算。 16.4.3 設計強度 16.4.3.1 除按第16.4.5節計算外,合成混凝土撓曲構材之水平剪力傳遞之設計強度,在接觸面 上任何位置皆應依式(16.4.3.1)之規定: φV ≥ V (16.4.3.1) nh u 其中標稱水平剪力強度Vnh係依第16.4.4節規定計算。 16.4.3.2 φ 值應依第21.2節規定決定之。 16.4.4 標稱水平剪力強度 16.4.4.1 若Vu > φ(35bvd) [φ(3.5bvd)],Vnh應依第22.9節規定計算之Vn值,其中bv是接觸面寬度 ,d值依第16.4.4.3節決定。 16.4.4.2 若Vu ≤ φ(35bvd) [φ(3.5bvd)],Vnh應依表16.4.4.2節計算,其中Av,min依第16.4.6節決定, bv是接觸面寬度,d值依第16.4.4.3節決定。 解說: 規範允許的水平剪力強度與 0.6 cm加工粗糙度之要求係根據過去試驗結果,相關文獻可參考Kaar等 人 (1960)、Saemann與Washa (1964)、與Hanson (1960)。 16-10
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第十六章 構材間之接合部 表16.4.4.2 標稱水平剪力強度 剪力傳遞 [1] 接觸面處理 V nh 鋼筋量 ⎛ A f ⎞ v yt λ 18.2 + 0.6 b d ⎜ ⎟ v b s ⎝ v ⎠ 混凝土澆置在硬固混凝土上, (a) ⎛ A f ⎞ v yt 表面加工使其粗糙度高低差達 值小者: [ λ 1.8 + 0.6 b d ] ⎜ ⎟ v b s ⎝ v ⎠ 約 0.6 cm Av ≥ Av,min 35bv d (b) [3.5bv d] 混凝土澆置在硬固混凝土上, 5.6bv d (c) 表面未經加工粗糙處理 [0.55bv d] 混凝土澆置在硬固混凝土上, 5.6bv d 其他 (d) 表面加工使其粗糙 [0.55bv d] [1] 混凝土接觸面應保持潔淨且無水泥乳皮 16.4.4.3 在表16.4.4.2內,d值應取全合成斷面最外緣受壓纖維至預力與非預力縱向受拉鋼筋 形心之距離,但在預力混凝土構材中不必小於0.80h。 解說: 在合成預力混凝土構材內,拉力鋼筋的深度d值可能沿構材縱向而改變。第二十二章計算垂直剪力強 度所用d值之定義亦可適用於計算水平剪力強度。 16.4.4.4 已澆置完成構材之橫向鋼筋延伸至場鑄混凝土內,在界面兩端均提供適當錨定時, Vnh得加上此橫向鋼筋量之貢獻。 16.4.5 計算設計水平剪力強度之替代方法 16.4.5.1 作為第16.4.3.1節之替代方法,因數化水平剪力Vuh應根據合成混凝土構材中任一段 之撓曲作用產生之拉力或壓力變化決定,接觸面上任一位置皆應依式(16.4.5.1) φVnh ≥ Vuh (16.4.5.1) 標稱水平剪力強度,Vnh,應依第16.4.4.1節或第16.4.4.2節計算,其中應以接觸表面 積取代bvd,以Vuh取代Vu,應規定壓力或拉力之變化量即為通過界面之水平剪力大 小。 16.4.5.2 當依式(16.4.5.1)之規定設計抵抗水平剪力之剪力傳遞鋼筋,其沿構材縱向上之鋼筋 面積對間距比值應能大致反映合成混凝土撓曲構材界面剪力之分布。 解說: 沿合成構材接觸面上水平剪應力之分布反映沿構材縱向剪力分布。當水平剪應力達到最大值時將導 致水平剪力破壞,並向鄰近較低應力區內延伸。由於混凝土間交界面在最大水平剪力強度時之滑動量很 16-11
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第十六章 構材間之接合部 小,致使在縱向抵抗水平剪力再分配極為有限,因此接觸面上鋼筋所提供之水平剪力強度分布宜與剪應 力分布相當。 16.4.5.3 已澆置完成構材之橫向鋼筋延伸至場鑄構材內,在界面兩端均提供適當錨定時,Vnh 得加上此橫向鋼筋量之貢獻。 16.4.6 傳遞水平剪力之最少鋼筋量 16.4.6.1 以剪力傳遞鋼筋抵抗水平剪力時,Av,min應為(a)與(b)兩者之大值。 b s b s w w (a) 0.2 f ′ [ 0.062 f ′ ] c c f f y y b s b s w w (b) 3.5 [ 0.35 ] f f y y 解說: 最少剪力傳遞鋼筋量的規定係根據過去試驗結果,相關文獻可參考Kaar等人 (1960)、Saemann與 Washa (1964)、Hanson (1960)、Grossfield與Birnstiel (1962) 與Mast (1968)。 16.4.7 水平剪力傳遞鋼筋細部設計 16.4.7.1 水平剪力傳遞鋼筋可用單支鋼筋或鋼線、多肢肋筋或銲接鋼線網之垂直鋼線。 16.4.7.2 用以抵抗水平剪力之剪力傳遞鋼筋,其縱向間距應不大於被支承構件最小尺寸之4 倍,亦不大於 60 cm。 16.4.7.3 剪力傳遞鋼筋應依第25.7.1節規定錨定於相連各構件內。 解說: 剪力傳遞鋼筋須有適當的錨定以確保界面保持接觸。 16.5 托架及梁托 16.5.1 通則 解說: 托架及梁托是短懸臂梁,其作用不像依第22.5節剪力設計之梁,而更像簡單桁架或深梁。過去文獻 (Elzanaty等人1986) 指出如圖R16.5.1a與圖R16.5.1b所示之托架,可能破壞模式包含托架及柱界面間之剪 力破壞、拉力筋降伏、壓桿混凝土壓碎或劈裂、或承壓板下之局部支承或剪力破壞。過去試驗結果對於 本節之設計方法僅限於av / d ≤ 1.0,此外,本節規定Nuc上限值,因為過去試驗結果僅對本節方法於Nuc ≤ Vu 加以證實。 16.5.1.1 剪力跨度與深度比 av / d ≤ 1.0,且因數化束制作用力Nuc ≤ Vu之托架及梁托,得依第 16.5節設計。 解說: 無論剪力跨距為何,托架與梁托設計可允許使用第二十三章之規定。 16-12
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第十六章 構材間之接合部 av Vu Nuc φA f sc y 剪力面 ≥ 0.5d h d 壓桿 圖R16.5.1a 托架之結構力學作用 av 支承板 Asc (主拉力鋼筋) Vu Nuc 錨定鋼筋 2d/3 h d Ah (閉合肋筋或箍筋) 框筋 (錨定肋筋或箍筋用) 圖R16.5.1b 第16.5節採用之符號 16.5.2 尺寸限制 16.5.2.1 托架或梁托之有效深度d應於支承交界面處計算。 16.5.2.2 托架或梁托在承壓面外緣處之全深應不小於0.5d。 解說: 16-13
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第十六章 構材間之接合部 承壓面外緣處最小深度之規定,如圖R16.5.1a與圖R16.5.1b所示,係為避免因主裂縫從承壓面下延伸 至梁托或托架外緣斜面而早發破壞。此類型之破壞曾於承壓面外緣深度小於第16.5.2.2節規定之梁托中觀 察到 (Kriz與Raths 1965)。 16.5.2.3 托架或梁托頂部之承壓面應不突出(a)或(b): (a) 主拉力鋼筋直線部分之端部。 (b) 若有橫向錨定鋼筋時,該鋼筋之內側面。 解說: 承壓面位置之限制是為確保靠近載重處主拉力鋼筋能發展其降伏強度。 若梁托設計承受束制力Nuc時,則宜提供支承板,且該板應完全錨定於主拉力鋼筋上,如圖R16.5.1b 所示。 16.5.2.4 常重混凝土托架或梁托尺寸之選擇,Vu/φ 應不超過(a)至(c)之最小值: (a) 0.2 f ′b d c w (b) (33.6 + 0.08 f ′)b d [ (3.3 + 0.08 f ′)b d ] c w c w (c) 112b d [11b d ] w w 解說: 限制托架或梁托尺寸,以符合位於支承面處之臨界斷面所容許最大剪力摩擦強度。 16.5.2.5 全輕質或常重砂輕質混凝土托架或梁托尺寸之選擇,Vu/φ 應不超過(a)與(b)兩者之小 值: ⎛ a ⎞ v (a) 0.2 − 0.07 f ′ b d ⎜ ⎟ c w ⎝ d ⎠ ⎛ a ⎞ ⎛ a ⎞ v v (b) 56 − 20 b d [ 5.5 −1.9 b d ] ⎜ ⎟ w ⎜ ⎟ w ⎝ d ⎠ ⎝ d ⎠ 解說: 過去試驗證實 (Mattock 等人1976a) 輕質混凝土托架及梁托之最大剪力摩擦強度為 fc′及av / d 兩者 之函數。針對常重砂輕質混凝土建造之梁托或托架,並無可用之試驗資料,因此對於全輕質混凝土及 常重砂輕質混凝土托架及梁托皆採用相同的限制。 16.5.3 需求強度 16.5.3.1 支承面處之斷面設計應同時承受因數化剪力(Vu)、因數化束制力 (Nuc)、及因數化彎 矩 (Mu)。 16.5.3.2 因數化束制力 (Nuc) 與剪力 (Vu) 應依第五章規定之因數化載重組合計得之最大值 。Nuc得視情況依第16.2.2.3節或第16.2.2.4節計算之。 16.5.3.3 需求強度應依第六章規定之分析程序與本節要求計算。 解說: 圖R16.5.1b顯示施加在梁托上的作用力。Mu可按[Vuav+Nuc(h-d)]計算。 16-14
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第十六章 構材間之接合部 在本規範以前,在支承接合部束制力之規定僅針對梁托或托架。本規範加入第16.2.2.3節、第16.2.2.4 節以納入考量所有支承接合部之束制力。所以,僅適用於梁托或托架之規定被刪除,且於第16.5.3.2節中 引用第16.2.2.3節、第16.2.2.4節之規定。 16.5.4 設計強度 16.5.4.1 所有斷面之設計強度應符合 φSn ≥ U,包括下列(a)至(c)項,且應考量載重效應間之 交互影響。 (a) φNn ≥ Nuc (b) φVn ≥ Vu (c) φMn ≥ Mu 16.5.4.2 φ 值應依第21.2節規定決定之。 16.5.4.3 由An提供的標稱拉力強度 (Nn) 之計算如下 Nn = An fy (16.5.4.2) 16.5.4.4 由Avf提供的標稱剪力強度 (Vn) 應依第22.9節剪力摩擦規定計算之,其中Avf是通過 假設剪切面之鋼筋面積。 16.5.4.5 由Af提供的標稱彎矩強度 (Mn) 應依第22.2節設計假設計算之。 16.5.5 鋼筋量限制 16.5.5.1 主拉力鋼筋面積Asc應不小於(a)至(c)之最大值: (a) Af + An (b) (2/3) Avf + An 0.04 ( f ′ / f )(b d) (c) c y w 解說: 過去試驗結果 (Mattock等人 1976a) 指出通過支承面的主拉力鋼筋量可取(a)至(c)最大值: (a) 抵抗撓曲需求之鋼筋量 (Af) 與根據第16.5.4.3節得到抵抗軸力需求之鋼筋量 (An) 總和。 (b) 由第16.5.4.4節中總需求之剪力摩擦鋼筋量 (Avf) 的2/3倍加上第16.5.4.3節抵抗軸力需求之鋼筋量 (An) 之總和。剩下Avf / 3得根據第16.5.5.2節規定以平行Asc之閉合肋筋配置。 (c) 乘以混凝土對鋼筋強度的比值所得之最少鋼筋量,是為防止托架或梁托因撓曲與向外拉力作用造成混 凝土開裂,導致突然破壞之可能性。 16.5.5.2 平行於主拉力鋼筋之閉合肋筋或箍筋,其總面積Ah應不小於: Ah = 0.5(Asc − An) (16.5.5.2) 解說: 有必要配置平行主拉力鋼筋之閉合肋筋以避免梁托或托架早發斜拉破壞。Ah配置須根據第16.5.6.6節 規定。通過支承面的總鋼筋量,是Asc與Ah總和,如圖R16.5.1b所示。 16.5.6 鋼筋細部設計 16.5.6.1 混凝土保護層應依第20.5.1.3節規定。 16-15
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第十六章 構材間之接合部 16.5.6.2 竹節鋼筋最小間距s應依第25.2節規定。 16.5.6.3 在托架或梁托前端之主拉力鋼筋應以下列方法之一錨定之: (a) 銲接於至少同尺寸之橫向鋼筋,該銲接應能使主拉力鋼筋發展達 fy。 (b) 向後彎曲主拉力鋼筋成一水平環。 (c) 以其他錨定方法使主拉力鋼筋發展達 fy。 解說: 對有深度變化的托架或梁托而言 (參考圖R16.5.1a),主拉力鋼筋在極限載重作用下,從支承面到受 力點均約達降伏狀態;主要原因是混凝土斜壓桿的水平分量於垂直載重點傳遞至主拉力鋼筋,因此主拉 力鋼筋前端 (第16.5.6.3節) 與在支承柱內 (第16.5.6.4節) 均宜提供足夠錨定,俾能從支承面至垂直載重 點皆發展其降伏強度 (如圖R16.5.6.3a所示)。托架前端之足夠錨定可如第16.5.6.3節(b)規定將主拉力鋼筋 彎曲成水平環、或將鋼筋端點銲接於同直徑的橫向鋼筋或合適尺寸之橫向角鋼上。Mattock等人 (1976a) 建議成功的銲接方式如圖R16.5.6.3b所示,可參考 ACI Committee 408 (1966)。 符合最小彎轉半徑的彎鉤在垂直面方向無法提供完全有效的錨定,因為若載重作用靠近托架或梁托 前端,則載重點下方將存在無鋼筋之混凝土區域。對於寬托架而言 (與圖示平面垂直方向),若受力點未 靠近前端,水平面上的U型鋼筋可視作有效的錨定彎鉤。 ℓ dh 詳圖R16.5.6.3b P 90°或180°標準彎鉤 (詳表25.3.1) 圖R16.5.6.3a 主要藉支承與端部錨定之構材 16-16
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第十六章 構材間之接合部 主拉力鋼筋 3 d b ℓ = d t = weld b weld db 4 2 d b t = weld 2 3 db ℓ = d weld b 4 錨定鋼筋 圖R16.5.6.3b Mattock等人 (1976a) 試驗中使用之銲接詳圖 16.5.6.4 主拉力鋼筋應在支承面上發展其降伏強度 16.5.6.5 拉力鋼筋的發展應考慮鋼筋內拉應力之分布情形,該拉應力之分布並非與撓曲彎矩 大小成等比例關係。 解說: 對托架、梁托及有斷面深度變化的構材而言,拉力鋼筋在服務載重下的應力不隨彎矩之遞減而呈線 性遞減,因此在計算撓曲鋼筋發展長度時需要額外考量。 16.5.6.6 閉合肋筋或箍筋Ah應均勻分布於由主拉力鋼筋起算之 (2/3)d範圍內。 解說: 參考第16.5.5.2節解說。 16-17
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