¶ 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(4/11)
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。
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第十七章 混凝土結構用錨栓 限制hef下之 限制hef下之 假設破壞面 A點 A’Nc 假設破壞面 實際破壞面 實際破壞面 15 cm N ≈ 35° 10 cm h’ef 12.5 cm 23 cm 1.5h’ef 平面 14 cm N 實際hef = 14 cm,而三個邊緣皆 ≤ 1.5hef,因此 限制hef之值(如圖中h’ef所示)為ca,max/1.5與錨 ≈ 35° h’ef 栓群中最大兼具1/3之兩者較大值: 14 cm h’ef = max(15/1.5,23/3) = 10 cm 限制hef下之 因此,在公式17.4.2.1至17.4.2.5中使用hef = 假設破壞面 10 cm,可計算得到A’Nc: 實際破壞面 2 A’Nc = (15+10) ×(12.5+23+[1.5×10]) = 1,262.5 cm 限制hef之A點為假設破壞面與混凝土表面相交。 立面 圖R17.6.2.1.2 配置在薄構材之錨栓群受拉範例 17.6.2.2 單根錨栓基本拉破強度,Nb 17.6.2.2.1 在混凝土開裂區,單根錨栓之基本混凝土拉破強度 Nb 應依據式(17.6.2.2.1)計 算,惟第 17.6.2.2.3 節例外: 1.5 N = k λ f ′h b c a c ef (17.6.2.2.1) 其中 kc = 10,預埋式錨栓 kc = 7,後置式錨栓 17.6.2.2.2 後置式錨栓得根據機械式錨栓評估準則、或黏結式錨栓評估準則所指定之測試 方法,採用較大 kc 值但應不超過 10。 解說: 基本混凝土拉破強度公式之推導 (Fuchs等人 1995;Eligehausen與Balogh 1995;Eligehausen與Fuchs 1988;fib 2011),係考慮破壞力學觀念,假設混凝土拉破之破壞錐角度約為35°。 式(17.6.2.2.1)中kc值係由大量未開裂混凝土試驗數據 (Fuchs等人 1995) 以5 %分位數定義所決定,經由修 正以得到開裂混凝土對應之kc值 (Eligehausen與Balogh 1995;Goto 1971)。試驗顯示應用於黏結式錨栓之 kc值約與膨脹錨栓相同 (Eligehausen等人 2006a;Zhang等人 2001)。 17-18
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第十七章 混凝土結構用錨栓 17.6.2.2.3 單根預埋式擴頭錨釘和擴頭螺栓,其 28 cm ≤ hef ≤ 63.5 cm 者,Nb 應依下式計算: 5/3 N = 5.8λ f ′ h b a c ef (17.6.2.2.3) 5/3 ⎡ ′ ⎤ N = 3.9λ f h b a c ef ⎣ ⎦ 解說: 1.5 對於埋設較深之錨栓 (hef > 28 cm) 時,試驗結果顯示在某些情況下使用 h 過份保守,因此對於預 ef 5 3 埋擴頭式螺栓和擴頭式錨釘其 28 cm ≤ hef ≤ 63.5 cm,建議以式(17.6.2.2.3)使用 h 來評估,該公式亦可 ef 用於某些擴底後置式錨栓。然而,擴底後置式錨栓採用式(17.6.2.2.3)時,宜依第17.5.1.4節之方法驗證 。試驗和數值分析顯示,若錨栓頭之承壓應力等於或接近式(17.6.3.2.2a)容許上限值 (Ožbolt等人 2007) ,在hef > 63.5 cm情況下,使用式(17.6.2.2.3)可能不保守。 17.6.2.3 拉破之偏心載重修正因數,ψec,N 17.6.2.3.1 受拉力時錨栓群之偏心載重修正因數 ψec,N 應依式(17.6.2.3.1)計算: 1 Ψ = ≤ 1.0 (17.6.2.3.1) ec,N ⎛ e′ ⎞ N ⎜1+ ⎟ ⎜ ⎟ 1.5h ⎝ ef ⎠ 17.6.2.3.2 若 錨栓群中 僅有部分 錨栓 受拉力載 重時 ,式 (17.6.2.3.1) 之偏 心 值 eN′ 和 式 (17.6.2.1b)之 Ncbg,應僅考量受拉力之錨栓。 17.6.2.3.3 若兩正交軸皆有偏心載重之情況下,式(17.6.2.1b)修正因數 ψec,N 應依各軸向分 別計算後相乘而得。 解說: 圖R17.6.2.3.1(a)顯示錨栓群所有錨栓皆受拉力,但是其合力對於錨栓群中心而言有一偏心距,錨栓 群之錨栓亦可能僅有部分錨栓承受拉力如圖R17.6.2.3.1(b),此時,僅受拉錨栓才列入eN′之計算中。受拉 錨栓合力偏心值eN′宜相對於受拉錨栓群之重心位置決定。 M N C T3 T2 T1 T2 T 1 拉力載重之合力 拉力載重 e’N e’N 受拉錨栓群之中心 T1+ T2+ T3 受拉錨栓群之中心 之合力 立面 T1+ T2 當計算e’N時只考 錨栓群之錨栓均受拉力 慮受拉之錨栓 立面 錨栓群中僅部分錨栓受拉力 圖R17.6.2.3.1 錨栓群 e′ 值之定義 N 17-19
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第十七章 混凝土結構用錨栓 17.6.2.4 拉破之邊距效應修正因數,ψed,N 17.6.2.4.1 承受拉力之單根錨栓或錨栓群,邊距效應修正因數ψed,N 應按下式(a)或(b)計算: (a) 當 ca,min ≥ 1.5hef,ψed,N = 1.0 (17.6.2.4.1a) c a,min (b) 當 ca,min < 1.5hef,ψed,N = 0.7 + 0.3 (17.6.2.4.1b) 1.5h ef 解說: 若錨栓群靠近邊緣,以至於沒有足夠空間發展完整拉破錐,錨栓之強度將遠小於ANc /ANco所反映之值 。若最小的邊距大於或等於1.5hef,完整拉破錐可以形成,因此不必折減 (ψed,N = 1)。若邊距小於1.5hef 時 ,ψed,N因數宜做邊距效應修正 (Fuchs等人 1995)。 17.6.2.5 拉破之開裂修正因數,ψc,N 17.6.2.5.1 使用載重等級下,錨栓區域受開裂影響之修正因數ψc,N 應依(a)或(b)決定: (a) 經分析顯示在使用載重等級下,設置錨栓之混凝土構材區域未產生開裂 時,ψc,N 應依下式: 預埋式錨栓群:ψc,N = 1.25。 後置式錨栓群:ψc,N = 1.4,且式(17.6.2.2)之 kc 值為 7。 若式(17.6.2.2)之 kc 值取自機械式錨栓評估準則或黏結式錨栓評估準則之後 置式錨栓之產品評估報告時: (i) 經認可同時適用於開裂與未開裂混凝土之錨栓,其ψc,N 之值應基於機械 式錨栓評估準則或黏結式錨栓評估準則之產品評估報告。 (ii) 經認可適用於未開裂混凝土之錨栓,ψc,N 應取 1.0。 (b) 經分析顯示在使用載重等級下,設置錨栓之混凝土構材區域會產生開裂 時,預埋式錨栓和後置式錨栓之 ψc,N 應取 1.0,並應滿足第 17.6.2.6 節規定。 17.6.2.5.2 用於開裂混凝土之後置式錨栓,應符合機械式錨栓評估準則或黏結式錨栓評估 準則認可。混凝土開裂應由符合第 24.3.2 節配置之撓曲鋼筋加以控制,或者應 配置圍束鋼筋以提供等值的裂縫控制效果。 解說: 後置式錨栓未符合機械式錨栓評估準則或黏結式錨栓評估準則在開裂混凝土之使用要求時,宜使用 於未開裂混凝土之範圍。決定開裂形成之分析宜包含束制收縮之效應 (參見第24.4.2節)。機械式錨栓評 估準則或黏結式錨栓評估準則檢核錨栓適用性係要求錨栓在開裂混凝土區當裂縫寬度為0.03 cm時仍表 現良好。當混凝土開裂比預期較大時,宜提供圍束鋼筋以控制裂縫寬度約為0.03 cm。更多的資料可參考 ACI 224R。 式(17.6.2.2.1)和式(17.6.2.2.3)之混凝土拉破強度係假設開裂混凝土 (ψc,N = 1.0)下預埋式錨栓 ψc,Nkc = 10;後置式錨栓 ψc,Nkc = 7。當採用未開裂混凝土之 ψc,N因數時(預埋式錨栓 ψc,N = 1.25,後置式錨栓 ψc,N = 1.4),預埋式錨栓之 ψc,Nkc為12.5,後置式錨栓為10。於開裂和未開裂之混凝土,預埋式錨栓強度超過後 置式錨栓強度,此與現場觀察和試驗結果一致。 17-20
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第十七章 混凝土結構用錨栓 17.6.2.6 拉破之劈裂修正因數,ψcp,N 17.6.2.6.1 後置式錨栓依據第 17.6.2.5 節設計用於未開裂混凝土,且未配置輔助鋼筋加以 控制劈裂時,修正係數ψcp,N 應依下式(a)或(b)計算,其中 cac 定義如第 17.9.5 節: (a) 當 ca,min ≥ cac,ψcp,N = 1.0 (17.6.2.6.1a) c 1.5h a,min ef (b) 當 c < c ,ψ = ≥ (17.6.2.6.1b) a,min ac cp,N c c ac ac 解說: 第17.6節之設計規定係根據以下假設:當最小邊距ca,min等於1.5hef 時,可達基本混凝土拉破強度。然 而,試驗結果 (Asmus 1999) 指出,許多扭力控制和位移控制之膨脹式錨栓和某些擴底式錨栓,在未開裂 混凝土且無輔助鋼筋控制劈裂時進行試驗,需要邊距超過1.5hef,以發展基本混凝土拉破強度。當拉力載 重作用時,錨栓埋設端部產生之拉應力加上錨栓埋設時引致之拉應力,劈裂破壞可能在第17.6.2.1節定義 之混凝土拉破強度之前就發生。考慮前述之可能劈裂破壞模式,當ca,min小於臨界邊距cac,基本混凝土拉 破強度宜以ψcp,N折減。 17.6.2.6.2 其他形式錨栓,包括預埋式錨栓,ψcp,N 應取 1.0。 解說: 若提供控制劈裂之輔助鋼筋、或者經分析顯示混凝土在使用載重作用下開裂時,ψcp,N折減因數取1.0。 17.6.3 單根預埋式錨栓、單根後置式膨脹、螺紋和擴底錨栓之拔出強度,Npn 17.6.3.1 單根預埋式、單根後置式膨脹、螺紋或擴底錨栓之標稱拔出強度Npn應依下式計算: Npn = ψc,P Np (17.6.3.1) 其中ψc,P定義於第17.6.3.3節。 解說: 拔出之設計要求適用於預埋式錨栓、後置式膨脹、螺紋和擴底錨栓;不適用於黏結式錨栓,黏結式 錨栓握裹破壞係依據第17.6.5節。 17.6.3.2 單根錨栓基本拔出強度,Np 17.6.3.2.1 後置式膨脹、螺紋和擴底式錨栓,Np 值應根據機械式錨栓評估準則所規定之試 驗方法,以試驗結果 5 %分位數來決定。前述錨栓之拔出強度不允許以計算方 式求得。 17.6.3.2.2 單根錨栓之拔出強度 Np 應按(a)或(b)以供式(17.6.3.1)使用。此外,Np 值得根據 機械式錨栓評估準則所規定之試驗方法,在不考慮摩擦效應下,以試驗結果 5% 分位數來決定。 (a) 預埋擴頭錨釘或擴頭螺栓之 Np N = 8A f ′ (17.6.3.2.2a) p brg c (b) 單根 J 或 L 螺栓之 Np N = 0.9f ′e d (17.6.3.2.2b) p c h a 其中 3d ≤ e ≤ 4.5d a h a 17-21
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第十七章 混凝土結構用錨栓 解說: 於第17.6.3.2.2(a)和(b)節之拔出強度計算公式僅適用於預埋式擴頭和彎鉤錨栓 (Kuhn與Shaikh 1996 :fib 2011);除非拔出強度公式之有效性已由試驗證實,上述計算公式不適用於各種不同端部錨定機制 之後置式膨脹、螺紋和擴底式錨栓。 式(17.6.3.2.2a)計算值係錨栓頭部因承壓而發生混凝土壓碎時之載重 (fib 2011;ACI 349(2013)),不 是將錨栓完全拔出混凝土之載重,因此公式中沒有與埋設深度相關之參數。局部混凝土壓碎時,會大幅 降低接合部之勁度,一般亦是拔出破壞之開始。錨栓端部區域配置鋼筋如緊密間距之螺箍筋可提高擴頭 錨釘或擴頭螺栓之拔出強度,在具有證照設計技師之要求下,此增量可根據使用需求由試驗求得。 用於彎鉤螺栓之式(17.6.3.2.2b),係由 Lutz 基於 Kuhn 與 Shaikh (1996) 之結論推導而來。只取可信賴 之承壓部分,忽略任何摩擦部分,因為彎鉤內側之混凝土壓碎時,會大幅降低接合部之勁度,一般亦是 拔出破壞的開始。eh之限制係基於 Kuhn與Shaikh (1996) 三個試驗計畫所採用之變數範圍。 17.6.3.3 拔出之開裂修正因素 17.6.3.3.1 使用載重等級下,考慮錨栓區開裂影響下之修正因子ψc,P 應依下列(a)或(b)決定: (a) 經分析顯示在使用載重等級下,設置錨栓之混凝土構材區域未產生開裂 時,ψc,P 得使用 1.4。 (b) 經分析顯示在使用載重等級下,設置錨栓之混凝土構材區域會產生開裂 時,ψc,P 得使用 1.0。 17.6.4 受拉擴頭錨栓之混凝土邊緣脹破強度,Nsb 17.6.4.1 單根擴頭錨栓具較深埋設長度且靠近邊緣 (hef > 2.5ca1) 時,其標稱邊緣脹破強度Nsb 應依下式計算: N = 42.44 c A λ f ′ (17.6.4.1) sb a1 brg a c N =13 c A λ f ′ sb a1 brg a c 17.6.4.1.1 當單根擴頭錨栓之 ca2 小於 3ca1 時,Nsb 值須乘以因數 (1 + ca2/ca1)/4,其中 1.0 ≤ ca2/ca1 ≤ 3.0。 解說: 混凝土邊緣脹破設計要求係基於 Furche 與 Eligehausen (1991) 之建議,這些要求通常適用於預埋式擴 頭錨栓。對後置式錨栓而言,控制因素通常為安裝時之劈裂而非邊緣脹破,宜以機械式錨栓評估準則之 要求加以評估。 17.6.4.2 多根擴頭錨栓具較深埋設長度、靠近邊緣 (hef > 2.5ca1) 且錨栓間距小於6ca1時,其 受邊緣脹破影響之錨栓群之標稱強度Nsbg應依下式計算: ⎛ s ⎞ N = 1+ N sbg ⎜ ⎟ sb (17.6.4.2) 6c ⎝ a1 ⎠ 其中s為錨栓群中最外緣錨栓沿邊緣方向之間距;Nsb依式(17.6.4.1)計算,且不必做垂 直邊距之修正。 17-22
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第十七章 混凝土結構用錨栓 解說: 多根擴頭錨栓之標稱邊緣脹破強度之決定,僅當錨栓為拉力載重且靠近邊緣 (ca1 < 0.4hef ) 時宜予 考量。該強度以施加於這些錨栓之一部分拉力表示。 17.6.5 黏結式錨栓之拉力握裹強度,Na或Nag 17.6.5.1 標稱拉力握裹強度,就單根黏結式錨栓而言Na,或符合第17.5.1.3.1節之黏結式錨栓 群而言Nag,應分別依式(a)或(b)計算: (a) 單根黏結式錨栓; A Na N = ψ ψ N a ed,Na cp,Na ba (17.6.5.1a) A Nao (b) 黏結式錨栓群; A Na N = ψ ψ ψ N ag ec,Na ed,Na cp,Na ba (17.6.5.1b) A Nao 其中因數 ψec,Na、ψed,Na和 ψcp,Na分別定義於第17.6.5.3節、第17.6.5.4節和第17.6.5.5 節。 17.6.5.1.1 ANa 係單根黏結式錨栓或黏結式錨栓群之投影影響面積,該面積以線形面近 似,由單根黏結式錨栓之中心或錨栓群中一整列相鄰錨栓之中心線向外一段距 離 cNa 所形成,ANa 應不超過 nANao,式中 n 是黏結式錨栓群承受拉力載重之錨 栓個數。 17.6.5.1.2 ANao 是單根黏結式錨栓其邊距大於或等於 cNa 所形成之投影影響面積: 2 A = (2c ) (17.6.5.1.2a) Nao Na 其中 τ uncr c = 10d Na a (17.6.5.1.2b) 77 τ uncr c = 10d [ Na a ] 7.6 解說: 握裹強度之評估僅適用於黏結式錨栓。埋設較淺之單根錨栓承受拉力載重到破壞可能出現混凝土拉 破破壞,而埋設較深則產生握裹破壞。當個別受力會產生握裹破壞之黏結式錨栓,處於錨栓群或鄰邊緣 之條件下,可能會產生混凝土破壞。所有情況下,黏結式錨栓之拉力強度皆受限於由式(17.6.2.1a)和式 (17.6.2.1b) (Eligehausen等人 2006a) 計算之混凝土拉破強度。 黏結式錨栓宜評估受錨栓間距和邊距之影響下之握裹強度和混凝土拉破強度。受拉黏結式錨栓其標稱 握裹強度對於錨栓間距和邊距之影響已包含於式(17.6.5.1a)和式(17.6.5.1b)中修正因數ANa/ANao和 ψed,Na。 握裹強度受邊距和鄰近載重錨栓之影響,視單根黏結式錨栓可帶動之混凝土體積量體而定。對比於 式(17.6.2.1a)和式(17.6.2.1b)以投影混凝土破壞面積概念計算黏結式錨栓之拉破強度,式(17.6.5.1a)和式 (17.6.5.1b)中計算黏結式錨栓握裹強度之影響面積並不是埋設深度的函數,反而是錨栓直徑和特徵握裹應 力的函數。 17-23
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