¶ 建築物預鑄混凝土結構設計規範-第七章 預鑄結構種類(3/9)
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第七章 預鑄結構種類
7-13
(1)有添加筋
(2)無添加筋
圖R7.13 套筒方式接續之配筋圖例
圖R7.14 握裹破壞之機制示意圖[7.5]
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建築物預鑄混凝土結構設計規範
7-14
圖R7.15 梁彎矩分布與工法關係示意圖[7.5]
7.3.3 預力使用於預鑄特殊抗彎矩構架梁應符合「建築物混凝土結構設計規範」[7.3]之規定,
其構材與接合部設計均應詳加規劃核算。
解說:
特殊抗彎矩構架結構由預鑄梁與柱組立構成,其預鑄梁採用預力混凝土造並採後拉式
預力組裝接合,設計時宜考量預力對於構材在不同施工階段的應力影響。預力混凝土構材
施加預力後,可平衡因長期載重產生之撓曲彎矩,較適用於大跨度與大斷面的梁構材,可
承受較大撓曲彎矩,並使全斷面均有效發揮作用。設計時,並不必將全部構材皆採用預力
混凝土結構,可按構材實際所受之應力大小彈性搭配。以下就預力預鑄特殊抗彎矩構架構
材說明之:
特殊抗彎矩構架之預力預鑄構材如圖R7.16,包括柱、預力大梁、無預力梁及梁柱接頭
等四種構材,可配合現場施工方式之特性採用全部預鑄或部分預鑄設計,設計時,宜考慮
各施工階段的應力發展情況。
圖R7.16 構架方式之構成構材例[7.5]
圖R7.17 說明一單跨距預力預鑄特殊抗彎矩構架構材於各個施工階段下其應力分布情
形,各施工階段之說明如下:
無預力梁
梁、柱接合部
預力大梁
柱
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第七章 預鑄結構種類
7-15
(1) 結構型式。
(2) 預力預鑄大梁構材於工地起吊時。
(3) 預力預鑄大梁與樓板等構材吊裝完成,並分別置於臨時承座及支撐架的上方。
(4) 柱梁完成剛性接合。
(5) 柱梁剛性接合後因載重(額外靜載重、活載重)所產生之彎矩。
(6) 合併載重產生之彎矩分布為((4)+(5))
如(6)因外力產生之彎矩,當大梁施加後拉預力時將會形成反向應力,如圖R7.18 所示,
若施加預力值過大時,在端部之下端及跨距中央之上端會產生拉應力,因此應力之施加宜
分數次(一般為二次)進行。此種施加預力之方式稱為一次施拉與二次施拉。
接合部係採取於現場進行澆置之設計時,該接合部將使得構架形成靜不定結構,若施
加預力則會產生靜不定應力(又稱二次應力),在結構計算上相當繁雜;適當地調整施工順序
將不致產生二次應力,例如,施預力時之預力預鑄構材維持在靜定結構即可減少二次應力
的產生;如圖R7.19(1),梁端為滾動支承時,施加預力時預力梁端可自由轉動;如圖R7.19(2),
先針對預鑄梁施加後拉預力後,再填充柱梁間之接縫混凝土,亦可減少二次應力的產生。
另外一種方法,如圖R7.20,將大梁在地上預先施拉預力(點線部分)之後,再行接續預
力鋼筋並從梁柱接頭外施加預力時,則構架形成後因梁端部之變位及迴轉量極小,故靜不
定應力之產生可予忽略。
若分次施加預力時,僅於靜不定結構形成後之預力才會產生靜不定應力。
採用預鑄構材時,如其構材間之齡期強度有很大差異,此時混凝土潛變將顯著影響應
力之變化,故採用預力混凝土之結構物宜檢討其影響。
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
圖R7.17 各施工階段應力[7.5]
B
C
A
D
C
B
D
A
梁自重產生彎矩
梁自重產生彎矩
(梁+樓版)
自重產生彎矩
A
B
D
C
A
D
B
C
柱、梁剛接
(梁+樓版)
自重產生彎矩
A
D
| 其他載重 產生彎矩 | ||
| B | C | |
|---|---|---|
| 設設計計彎彎矩矩 (d)+(e) (4)+(5) | ||
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建築物預鑄混凝土結構設計規範
7-16
圖R7.18 預力彎矩圖[7.5]
(1)
(2)
圖R7.19 不產生二次應力之接合法例[7.5]
圖R7.20 減小二次應力之接合法例[7.5]
7.4 預鑄結構樓板
7.4.1 預鑄結構系統之樓板,依設計及施工方式可分為預力預鑄樓板、場鑄樓板、預鑄樓
板、及合成樓板四種。樓板設計應考慮力量傳遞路徑,樓板間或樓板與其他構材之
接合設計應考量所需傳遞之應力。預力預鑄樓板設計應按本規範第7.4.3 節之規定。
解說:
建築物之耐震設計一般均假定為剛性樓板,以柱和結構牆等耐震構材傳遞水平剪力。
場鑄工法的樓板與梁、柱及牆等構材係一體成型澆置,其接合部的剛性、強度並無特別考
Mp=P×e
PC鋼材
滾承支點
PC鋼材
PC鋼材
接縫混凝土
或水泥砂漿
PC鋼材
PC鋼材
PC鋼材
PC鋼材續接器
PC鋼材
(預先施加預力)
接縫混凝土
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第七章 預鑄結構種類
7-17
慮;預鑄結構的樓板與柱、梁、及牆均屬獨立構材,分別製造再吊運至現場組裝,故樓板
與柱、梁、及牆間的接合部宜妥善設計。
近年因熟練之模板工、鋼筋工等技術工顯然不足,為達施工合理化、提升品質、縮短
工期等目的,而開發了各種樓板工法來代替傳統場鑄樓板工法,以降低模板與支撐的需求,
釋放出大量的施工空間,達到省力及省時之目的。
預鑄鋼筋混凝土結構中較具代表性的樓板施工方法,依混凝土澆置方式可分為預力預
鑄樓板、場鑄樓板、合成樓板、及預鑄樓板等四類,除預力預鑄樓板可參照本規範第7.4.2
節之規定外,其餘可參照表R7.2 及本節之解說。
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建築物預鑄混凝土結構設計規範
7-18
表R7.2 樓板按施工方式之分類
各類別的工法概要說明如下:
(1) 場鑄樓板
場鑄樓板按傳統施工方式,以模板支撐與組立,及現場混凝土澆置的方式,如中
空樓板(預埋管方式,詳如圖R7.21)、格子梁板等,進展為具較大抗彎剛性之成型構材,
如鋼承板(Steel Deck)、鋼承板搭配桁架式配筋(詳圖R7.22)、或加肋樓板(詳圖R7.23)
等,使得樓板橫跨跨距內不必設置支撐,達到施工之合理化。其特徵主要為:可重複
使用板模、可採用格子梁式或I 形梁式之樓板結構型式,構成剛性大之長跨距樓板,
可確保梁、牆、柱的混凝土整體性、及隔音性較佳。
場鑄樓板工法中,除傳統RC 樓板結構外,其它樓板工法之斷面均為具方向性的
結構構材,常以單向板設計,因此支承該樓板的梁在設計時宜注意其載重來源之差異
| 場鑄樓板 | 合成樓板 | 預鑄樓板 |
|---|---|---|
| 1. 傳統RC 樓板 2. 中空樓板 預埋旋楞鋼管製造 的中空樓板。 3. 格子梁板 加肋格柵狀樓板。 4. 鋼承板合成樓板 以鋼承板為底模,免 除支撐完成之合成樓板。 5. 鋼承板等加強KT筋合成 樓板 鋼承板等置放KT 筋 形成肋狀跨於梁上,以免 模板支撐,澆置混凝土的 樓板。 | 1. 有KT筋半預鑄樓板之合 成樓板 預埋KT筋的預鑄薄 板。 2. 無KT筋之半預鑄樓板合 成樓板 預鑄板表面加凹洞 剪力榫和場鑄混凝土的 合成板。 3. 預力預鑄合成樓板 以預力預鑄槽形混 凝土板當作模板之合成 板。 以中空預力預鑄樓 板當作模板之合成板。 4. 雙層(中空)合成樓板 KT 筋加強之預鑄薄 板上置入中空模板澆置 混凝土的合成樓板。 預鑄肋條狀之薄 板,將肋條向上配合拋棄 式模板鋪設後,再澆置混 凝土合成為中空樓板。 | 1. 預鑄樓板 2. 揚昇樓板 樓板在地面澆置 後,以千斤頂揚昇至預定 高度後固定之方式。 3. 格子梁板 4. 預鑄樓梯 |