¶ 建築物混凝土結構設計規範|112年版・含113年勘誤|第十七章 混凝土結構用錨栓(3/11)
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。
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。
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第十七章 混凝土結構用錨栓 ≥ ℓdh ≥ ℓd ca2 B B V 有效之 錨栓錨定鋼筋 ≤ 0.5ca1與 0.3ca2之較小者 ≈ 35° ca1 平面 V 錨栓錨定鋼筋 錨栓群 邊緣鋼筋 ≈ 35° B-B 剖面 圖R17.5.2.1(b)(ii) 邊緣鋼筋與錨栓錨定鋼筋之剪力 17.5.2.2 當黏結式錨栓承受持續拉力載重時,其設計應符合式(17.5.2.2)之規定: 0.55φNba ≥ Nua,s (17.5.2.2) 其中Nba為單根黏結式錨栓受拉之基本握裹強度,Nua,s為因數化持續拉力載重。 解說: 對於承受長期拉力載重之黏結式錨栓,須額外計算因數化載重中長期作用之比例以評估握裹抗力之折 減,此係長期載重作用下可能造成握裹強度損失。承受長期拉力載重之黏結式錨栓抗力,特別深受安裝正 確性之影響,其包括鑽孔乾淨程度、黏結劑之劑量和混和度、防止孔隙發生於黏結握裹界面 (環形間隙) 等 。再者,謹慎選擇適合工地條件的正確黏結劑和握裹強度,其包括錨栓安裝時的混凝土條件 (乾或飽和溼 、寒或熱),鑽孔方法 (旋鎚鑽,岩鑽或空心鑽),混凝土在使用期間之溫度變化。 係數0.55使用於長期載重之額外計算係根據黏結式錨栓評估準則之試驗需求,並提供符合黏結式錨 栓評估準則所要求黏結式錨栓在承受長期拉力載重的良好表現。依據黏結式錨栓評估準則所進行之產品 評估係基於最少50年在溫度21 °C和最少10年在溫度43 °C之長期拉力載重的結果。當較長使用期間 (例如 大於50年) 或較高溫度時,應考量較小的係數。黏結式錨栓使用於前述條件時,黏結式錨栓應諮詢製造 商提供額外資料。 17-12
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第十七章 混凝土結構用錨栓 黏結式錨栓對於植筋方向和載重種類十分敏感,安裝於頭頂、承受持續性拉力之黏結式錨栓曾引至 失敗 (National Transportation Safety Board 2007),其他錨栓種類可能更適宜該狀況。對於水平或向上傾斜 安裝之黏結式錨栓持續性拉力之設計需求,應依據黏結式錨栓評估準則注意其安裝方向,且需由經認證 者進行安裝,並經特別監造。安裝和監造需求規範於第二十六章。 17.5.2.2.1 當黏結式錨栓群承受持續拉力時,式(17.5.2.2)應適用於抵抗最大持續拉力之錨 栓。 解說: 檢核錨栓群取錨栓群中最大載重之錨栓,類似拔出之設計。 17.5.2.3 假如Nna和Vna同時作用,其互制效應需經由充分符合大量試驗結果之互制公式,計 算所得的強度來加以考慮,相關要求應滿足第17.8節規定。 17.5.2.4 錨栓應符合第17.9節有關邊距、間距及厚度之規定,以避免劈裂。 17.5.2.5 用於耐震結構物之錨栓,應符合第17.10節規定。 17.5.2.6 具剪力榫之基板須傳遞結構載重時,應符合第17.11節規定。 17.5.3 除了錨栓錨定鋼筋強度折減因數為0.75外,其他種類混凝土內錨栓之強度折減因數φ,應依 據表17.5.3a,17.5.3b,和17.5.3c。 表 17.5.3a 錨栓強度由鋼材控制時 鋼材種類 強度折減因數 φ 拉力載重 剪力載重 (鋼材) (鋼材) 韌性 0.75 0.65 脆性 0.65 0.60 表 17.5.3b 錨栓由混凝土之拉破、握裹或邊緣脹破等強度控制時 錨栓分類[1] 強度折減因數 φ 依據機械式錨栓評估 拉力載重 剪力載重 輔助鋼筋 錨栓安裝種類 準則或黏結式錨栓評 (混凝土之拉破、握裹 (混凝土之剪破) 估準則 、邊緣脹破) 預埋式錨栓 不適用 0.75 1 0.75 有設置輔助鋼筋 0.75 後置式錨栓 2 0.65 3 0.55 預埋式錨栓 不適用 0.70 1 0.65 未設置輔助鋼筋 0.70 後置式錨栓 2 0.55 3 0.45 17-13
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第十七章 混凝土結構用錨栓 表 17.5.3c 錨栓由混凝土之拔出或撬破等強度控制時 錨栓分類 [1] 強度折減因數φ 錨栓安裝種類 依據機械式錨栓評估準則或 拉力載重 剪力載重 黏結式錨栓評估準則 (混凝土之拔出) (混凝土之撬破) 預埋式錨栓 不適用 0.70 1 0.65 0.70 後置式錨栓 2 0.55 3 0.45 [1] 錨栓分類:分類1. (安裝方式為低敏感度,高可靠度),分類2. (安裝方式為中敏感度,中可靠度),分類3. (安裝方式為 高敏感度,低可靠度) 解說: 表17.5.3a之鋼材強度之強度折減因數φ值以 futa決定錨栓標稱強度 (參見第17.6.1節和第17.7.1節),不 是以鋼筋混凝土構材設計之 fya。雖然 futa使用之因數φ值較小,其結果和使用 fya之較大因數φ具有相同安 全等級。剪力之φ值比拉力者為小,非反應材料之差異性,而係反應接合部錨栓群之剪力分布不均勻性。 表17.5.3b之錨栓強度受控於混凝土拉破、握裹、邊緣脹破,分為有輔助鋼筋和無輔助鋼筋兩大群。 具有輔助鋼筋可以提供較大變形能力,因數φ可以增大。錨栓相關受力對於輔助鋼筋之詳盡設計並不需要 。然而,輔助鋼筋的配置一般宜符合圖R17.5.2.1(a)、圖R17.5.2.1(b)(i)及圖R17.5.2.1(b)(ii)所示之錨栓錨定 鋼筋的配置。不必如錨栓錨定鋼筋,輔助鋼筋並不需要有完全之伸展長度。 所有形式之錨栓在混凝土剪破和預埋式錨栓混凝土脆性破壞模式,混凝土之脆性破壞基本因數 (φ = 0.7) 的選擇係基於或然率研究結果,該因數大於純混凝土結構之強度折減因數 (φ = 0.6),本章和試驗需 求的標稱抗力表達式是基於試驗結果5% 分位數,φ = 0.6過於保守。比較其他設計步驟和或然率研究結果 (Farrow與Klingner 1995) 顯示選擇 φ = 0.7較為適當。設置輔助鋼筋 (表17.5.3a) 提供較多變形能力,容 許增加因數 φ 值。φ = 0.75等同混凝土梁剪力破壞之安全等級,如PCI Design Handbook (MNL 120) 和ACI 349(2013)所建議。 機械式錨栓評估準則和黏結式錨栓評估準則之試驗可用以評定安裝步驟之敏感度,並決定錨栓分類 ,如表17.5.3b,包括後置式膨脹錨栓、螺紋錨栓、擴底錨栓和黏結式錨栓。機械式錨栓評估準則試驗對 於安裝靈敏度評定包括:錨栓安裝之扭力變異性、鑽孔尺寸之精度、錨栓安裝設備能量等級;黏結式錨 栓評估準則試驗對於安裝靈敏度評定包括:黏結劑混合之影響,鑽孔乾淨程度之乾燥、飽和和填滿水/在 水中之影響。 17.6 拉力強度 17.6.1 錨栓之鋼材拉力強度Nsa 17.6.1.1 由鋼材控制之錨栓鋼材標稱拉力強度Nsa應根據錨栓材料性質與錨栓實際尺寸決定。 17.6.1.2 單根錨栓鋼材之標稱拉力強度Nsa應由下式計算: Nsa = Ase,N futa (17.6.1.2) 2 2 其中Ase,N為受拉錨栓之有效斷面積cm ,futa應不超過1.9fya與8,750 kgf/cm [860 MPa] 17-14
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第十七章 混凝土結構用錨栓 之較小值。 解說: 錨栓鋼材之標稱拉力強度最好以futa替代fya來計算,因為大多數錨栓鋼材沒有明確降伏點。AISC 自1986版規範後即以Ase,N futa計算錨栓鋼材拉力強度。使用5.3之載重因數和第17.5.3節之φ值,式 (17.6.1.2)所得設計強度與AISC 360結果一致。 futa上限為1.9fya係為確保在使用載重情況下,錨栓不會超過 fya。雖然一般鋼結構錨栓無此顧慮 (ASTM A307之 futa/fya最大值為1.6),此限制適用於某些不銹鋼材。futa上限1.9fya係由LRFD設計法換算成 對應之使用等級狀況下決定,第5.3節規定之平均載重因數1.4 (源自1.2D + 1.6L) 除以φ最大值 (拉力0.75) 可得 futa/fya 上限值 1.87 (= 1.4/0.75) 對於後置式錨栓沿其長度方向之任一位置有斷面縮減時,如楔式錨栓,其有效斷面積宜由製造商提 供。對於螺桿與擴頭式螺栓,ANSI/ASME B1.1 (2003) 定義Ase,N為 2 π ⎛ 0.9743 ⎞ A = d − se,N ⎜ a ⎟ ,其中 nt 是每公分之螺牙數目。 4 n ⎝ t ⎠ 17.6.2 錨栓之混凝土拉破強度,Ncb 17.6.2.1 混凝土標稱拉破強度,就單根錨栓而言Ncb,或滿足第17.5.1.3.1節之錨栓群而言Ncbg ,應分別依式(a)或(b)計算: (a) 單根錨栓; A Nc N = ψ ψ ψ N (17.6.2.1a) cb ed,N c,N cp,N b A Nco (b) 錨栓群; A Nc N = ψ ψ ψ ψ N (17.6.2.1b) cbg ec,N ed,N c,N cp,N b A Nco 其中 ψec,N、ψed,N、ψc,N、ψcp,N分別定義於第17.6.2.3節、第17.6.2.4節、第17.6.2.5節和 第17.6.2.6節。 17.6.2.1.1 ANc 係單根錨栓或錨栓群混凝土破壞面之投影面積,該面積幾何形狀以線形投 影底面近似,由單根錨栓之中心或錨栓群中一整列相鄰錨栓之中心線向外 1.5hef 所形成。ANc 應不大於 nANco,其中 n 是錨栓群之受拉錨栓支數。 解說: 錨栓群、錨栓間距、邊距對於混凝土拉破標稱強度之影響,已納入式(17.6.2.1a)和式(17.6.2.1b)中修 正係數ANc/ANco和 ψed,N。 ANco之說明和式(17.6.2.1.4)之推導可參見圖R17.6.2.1(a) 。ANco是單根錨栓之最大投影面積。圖 R17.6.2.1(b)說明不同配置下單根錨栓和錨栓群之投影面積。因為ANc是錨栓群之投影總面積,ANco是單根 錨栓之投影面積,在式(17.6.2.1b)中不必包括錨栓支數n。假如錨栓群間造成投影面積相互重疊時,ANc 值宜予以折減。 17-15
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第十七章 混凝土結構用錨栓 ca1 1.5hef 擴頭錨釘、擴頭螺栓、膨脹錨栓、擴底式錨栓及 螺紋錨栓的臨界邊距為1.5hef ANc N 1.5hef 1.5hef 1.5hef hef 1.5hef ≈ 35° 如果ca1<1.5hef 破壞錐剖面圖 ANc = (ca1+1.5hef) × (2×1.5hef) ANco ca1 s1 1.5hef 1.5hef ANc 1.5hef 1.5hef 1.5hef 如果ca1<1.5hef且s1<3hef ANc = (ca1+ s1+1.5hef) × (2×1.5hef) 1.5hef 1.5hef ca1 s1 1.5hef 平面 2 ANco = (2×1.5hef) × (2×1.5hef) = 9 hef ANc 1.5hef s2 ca2 如果ca1與ca2<1.5hef且s1與s2<3hef ANc = (ca1+ s1+1.5hef) × (ca2+ s2+1.5hef) 圖R17.6.2.1 (a) ANco之計算及 (b) 單根錨栓及錨栓群 ANc之計算 17-16
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第十七章 混凝土結構用錨栓 17.6.2.1.2 若錨栓群有三邊或更多邊之邊距小於 1.5hef,依據第 17.6.2.1.1 節及第 17.6.2.1 節至第 17.6.2.4 節之公式計算 ANc 時,hef 邊距應取(a)和(b)之大值: (a) ca,max / 1.5 (b) s / 3, 其中 s 為錨栓群之錨栓最大間距 17.6.2.1.3 當錨栓頭配置額外鋼板或墊圈時,計算破壞面之投影面積得自鋼板或墊圈之有 效周圈以外 1.5hef 計算。有效周圈應不超過錨栓頭外週邊加上墊圈或鋼板厚度 之投影斷面外緣。 17.6.2.1.4 ANCO 為單根錨栓其邊距大於或等於 1.5hef 所形成之混凝土破壞投影面積,應依 式(17.6.2.1.4)計算。 2 A = 9h (17.6.2.1.4) Nco ef 解說: 當錨栓群有三邊或更多邊之邊距均小於1.5hef時,根據CCD方法 (參考17.5.1.3解說) 所得第17.6.2.1 節至第17.6.2.4節之公式來計算拉破強度結果過於保守 (Lutz 1995),這是因為一般性定義ANc /ANco並未正 確反映邊距效應。這問題可藉由限制第17.6.2.1節至第17.6.2.4節公式內之hef 值不超過ca,max/1.5來修正,其 中ca,max是受影響之邊距最大值,該值不宜超過實際1.5hef。在任何情況下ca,max / 1.5不宜小於錨栓群中錨栓 最大間距之1/3。限制hef 是錨栓群中錨栓最大間距之1/3係為了防止設計時採用單根錨栓之錐形拉破強度 計算錨栓群強度。 此方法可由圖R17.6.2.1.2說明,案例中之hef 係根據建議上限hef = ca,max/1.5得到hef = he′f = 10 cm。雖然 實際埋設深度較深,以此案例所得hef來計算強度較為適當。 第17.6.2.1.2節的規定可想像為將實際混凝土拉破面從實際hef位置,平行拉力載重作用方向移動到混 凝土表面。使用於第17.6.2.1節至第17.6.2.4節內公式之hef 值可由下列情況下決定:(a) 當破壞面之外緣與 自由邊緣首次相交時;或 (b) 當錨栓群中兩錨栓之混凝土拉破面交界與混凝土表面首次相交時。圖 R17.6.2.1.2中限制hef之 “A” 點即為假設破壞面於混凝土表面相交之情況。 17-17
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