¶ 建築物預鑄混凝土結構設計規範－第四章 材料常數及材料規定強度
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第四章 材料常數及材料規定強度
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第四章 材料常數及材料規定強度
4.1 材料常數
4.1.1 預鑄混凝土結構(含鋼骨鋼筋混凝土結構、混合結構及預力混凝土結構)所使用之混
凝土、鋼筋、鋼骨等主要材料之材料常數，主要依我國「建築技術規則」[4.1]、「建
築物混凝土結構設計規範」[4.2]、「公路橋梁設計規範」[4.3]、「鋼構造建築物鋼結
構設計技術規範」[4.4]、「鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說」[4.5]、「中華民國
國家標準」等相關規定或依本節之規定。
解說：
設計相關材料常數依照我國相關結構設計規範整理如表R4.1 與R4.2 所示。混凝土之
彈性模數(Elastic modulus)、混凝土之剪力彈性模數(Shear modulus of elasticity)係參照「建築
物混凝土結構設計規範」[4.2]；混凝土之温度係數(Temperature coefficient)及波松比(Poisson’s
ratio)係參照「公路橋梁設計規範」[4.3]；鋼筋與鋼骨之彈性模數、波松比、温度係數及剪力
彈性模數係參照「鋼構造建築物鋼結構設計技術規範」[4.4]之鋼結構極限設計法規範及解說。
若前述規範有更較新的規定或有本規範未盡詳細之處，應以相關規範之規定為依據。
表R4.1 材料常數
註：*工程規定之混凝土彈性模數
c
E 詳見「建築物混凝土結構設計規範」[4.2]第19.2.2.2
節。
| 彈性模數 (kgf/cm2)[MPa] | 波松比 | 温度係數 (1/°C) | 剪力彈性模數 (kgf/cm2)[MPa] | |
|---|---|---|---|---|
| 鋼筋及 鋼骨 | E =2.04 ×106 s [E =2 ×105] s | 0.3 | 1.2×10-5 | 8.1×105 [8.1×104] |
| 混凝土* | (1) w 介於 1,440 和 2,560 kg/m3 c 之間 E =w1.50.11 f_ c c c [E =w1.50.034 f_] c c c (2) 常重混凝土 E =12000 f_ c c [E =3750 f_] c c | 0.2 | 1.1×10-5 | 0.4E c |
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建築物預鑄混凝土結構設計規範
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表R4.2 鋼筋混凝土之單位重量
註：1.輕質粒料混凝土之強度和單位重之關係可參見CNS 3691。
2.輕質粒料混凝土的單位重係指最大平均28 天氣乾單位重。
4.1.2 接合部之材料常數應符合相關規範規定或經認可之試驗資料。
解說：
用於接合部材料之材料常數可參考相關規範規定或經認可之實際測試結果。其中，構
件在接合處剪力傳遞有時需藉助接合面的摩擦力，而界面上摩擦力大小與接觸面之平滑度、
壓應力等相關。如鋼骨結構上高張力螺栓之摩擦接合或柱腳基板螺栓接合、預力混凝土結
構之構件接合等均屬之。我國「鋼構造建築物鋼結構設計技術規範」[4.4]與「建築物混凝土
結構設計規範」[4.2]有部分摩擦係數規定，下表R4.3 中部分資料係引用日本相關規範。
| 混凝土之種類 | 單位重量 (kgf/m3) | ||
|---|---|---|---|
| 一般混凝土 | 2,320-2,400 | ||
| 輕質粒料混 凝土 | 全部為 輕質粒料 | f _ 280 (kgf/cm2) c | 1,760 |
| f _ 210 (kgf/cm2) c | 1,680 | ||
| f _ 175 (kgf/cm2) c | 1,600 | ||
| 砂與輕質粒料 混合 | f _ 280 (kgf/cm2) c | 1,840 | |
| f _ 210 (kgf/cm2) c | 1,760 | ||
| f _ 175 (kgf/cm2) c | 1,680 | ||
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第四章 材料常數及材料規定強度
4-3
表R4.3 各種規範之摩擦係數參考資料
鋼骨柱腳基板以螺栓固定時，可考慮摩擦力而生之剪力抵抗，其摩擦係數為0.4，此乃
界面間產生之最小靜摩擦係數。
有關預力混凝土構件接合部(水泥砂漿縫)之摩擦係數，於日本建築學會之「預力混凝土
設計施工規準」中第77 條「壓著」敘述「一般之水泥砂漿接縫其摩擦係數對長期應力為
0.3，對極限強度為0.5，惟其壓著應力應達20 kgf/cm2 以上。其他種類之接縫材宜經過實驗
確認其摩擦係數後方可採用」。
| 接合面 | 摩擦係數 | 相關規範 |
|---|---|---|
| 埋置物--混凝土 | 型鋼與混凝土接觸面之埋置深 | 「鋼構造建築物鋼結構設計 |
| (螺栓，剪力釘及鋼棒) | 度大於板厚：0.9 | 技術規範」[4.4] |
| 埋置物--混凝土 | 型鋼與混凝土(或灌漿)之接觸 | 「鋼構造建築物鋼結構設計 |
| (螺栓，剪力釘及鋼棒) | 面與混凝土表面一致：0.7 | 技術規範」[4.4] |
| 型鋼與灌漿接觸面高於混凝土 | 「鋼構造建築物鋼結構設計 | |
| 體之表面：0.55 | 技術規範」[4.4] | |
| 基板支承--混凝土 | 埋置於灌漿內：0.9 | |
| 基板支承--混凝土 | 支承於硬化混凝土面上：0.7 | |
| 支承於外灌漿襯墊上：0.55 | ||
| 剪力鋼筋--混凝土 | 混凝土整體澆置：1.4λ | 依「建築物混凝土結構設計 規範」[4.2]， 其中λ 值如下： 常重混凝土：1.0 常重砂輕質混凝土：0.85 全輕質混凝土：0.75 若細粒料含有部分常重砂 者，可予內插法求之。 |
| 剪力鋼筋--混凝土 | 混凝土澆置於已硬化混凝土面 而該面 (1) 經表面粗糙處理：1.0λ (2) 未經表面粗糙處理：0.6λ | 其中λ 值如下： 常重混凝土：1.0 常重砂輕質混凝土：0.85 全輕質混凝土：0.75 若細粒料含有部分常重砂 者，可予內插法求之。 |
| 混凝土澆置於型鋼表面且以剪 | 若細粒料含有部分常重砂 | |
| 力釘或鋼筋錨定者：0.7λ | 者，可予內插法求之。 | |
| 鋼板--混凝土 | 0.40(最小值) | 鋼構造設計規準-許容應力 設計法(日本建築學會)[4.6] |
| 混凝土--水泥砂漿 | 0.50(最小值) | 預力混凝土設計施工規準 |
| (水泥砂漿接縫) | (日本建築學會)[4.7] |
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建築物預鑄混凝土結構設計規範
4-4
4.2 材料規定強度
4.2.1 預鑄混凝土工程所使用之混凝土、鋼筋、鋼骨等主要材料之規定強度，應符合相
關規範之規定。
解說：
按我國「建築技術規則」建築構造編[4.8]、「建築物混凝土結構設計規範」[4.2]、「鋼構造
建築物鋼結構設計技術規範」[4.4]與「鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說」[4.5]之規定。
用於抵抗地震力所引致的軸力或彎矩或兩者均有之預鑄構材，其縱向主筋、對角鋼筋
與錨栓錨定鋼筋應符合CNS 560 及「建築物混凝土結構設計規範」[4.2]第25.2.2.5 節之規定。
4.2.2 接合部所採用銲接材料，其規定強度應符合相關規範規定。
解說：
銲接材料按「鋼構造建築物鋼結構設計技術規範」[4.4]第3.5 節之規定。
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第四章 材料常數及材料規定強度
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參考文獻
[4.1] 內政部，建築技術規則，台北，2015。
[4.2] 內政部，建築物混凝土結構設計規範，台北，2023。
[4.3] 交通部，公路橋梁設計規範，台北，2015。
[4.4] 內政部，鋼構造建築物鋼結構設計技術規範，台北，2010。
[4.5] 內政部，鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說，台北，2011。
[4.6] 日本建築學會，鋼構造設計規準-許容應力設計法，東京，2005。
[4.7] 日本建築學會，預力混凝土設計施工規準，東京，1998。
[4.8] 內政部，建築技術規則建築-構造編，台北，2021。