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指針草案第三章 材料與構材性能(5/6);原PDF第135–145頁。
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- 文件性質:本件是內政部建築研究所民國98年12月協同研究成果及設計施工指針草案,不是法規命令、部頒設計規範、施工綱要規範或核定審查要點。
- 整體適用:研究建議初期將New RC視為新技術、新工法,且不宜只擷取局部規定套用;指針未涵蓋的新工法仍須以試驗或可靠證據證明。
- 版本時點:CNS、JIS、GRMC、耐震設計、建築法制及日本認定制度均是民國98年研究背景;現行案件須另查今日有效版本及主管機關程序。
- 材料與數值:高強度混凝土、鋼筋、接合、耐震分析、位移角、塑性率、檢驗與施工時間等數值均須連同假設、章節及98年研究時點閱讀。
- 第三方資料:報告內日本制度、書籍、案例、圖表及照片均保留資料來源;本站依建研所網站宣告呈現報告脈絡,不主張第三方素材權利。
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Fc:混凝土之設計強度(N/mm2)。
∆F1:考慮結構體混凝土強度與給予結構體混凝土溫度履歷
類似之溫度履歷的強度管理用試體之強度差的增加超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬
值,為3N/mm2 以上,事前進行施工試驗,或根據可信
賴的資料來決定。
mSn:根據標準養護後之試體於齡期m 日的抗壓強度,和
結構體混凝土於齡期n 日之抗壓強度差的混凝土強度
修正值(N/ mm2)。其中mSn 為大於0(N/ mm2)的數值。
mKn:根據標準養護後之試體於齡期m 日的抗壓強度,與
結構體混凝土於齡期m 日之抗壓強度比的混凝土強度
修正比(mKn=Fsn/fsm)。其中mKn 不得大於1.0 的數
值。
mS’n:根據標準養護後之試體於齡期m 日的抗壓強度,與
給予結構體混凝土之溫度履歷類似的溫度履歷進行結
構體溫度養護後之試體,於齡期n 日之抗壓強度差的
混凝土強度修正值(N/ mm2)。其中mS’n 為大於0(N/
mm2)的數值。
Fc+mSn、Fc/mKn,及Fc+∆F1+mS’n:結構體修正強度(N/
mm2)。
σ1:結構體混凝土強度管理用試體之抗壓強度的標準偏差,
如無實績時,於(1) 的情形為 0.1(Fc+mSn) 或
0.1(Fc/mKn);於(2)的情形為0.1(Fc+ ∆F1+mS’n) (N/
mm2)。
K:考慮對於結構體修正強度之參差不齊的正規偏差,為1.73
以上。但是,混凝土之設計強度為80 N/ mm2 以上時,
須不得小於2.0。
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α:對結構體修正強度之容許最小值和結構體強度之比,不
得小於0.85。但是,混凝土之設計強度為80 N/ mm2
以上時,需為0.9 以上。 第三章 高強度鋼筋混凝土之材料與構材性能
(3) 結構體混凝土之強度管理用試體之養護方法,採用現場養
護或現場密封養護,根據品質基準強度判定結構體混凝土
強度時,配比強度訂定時應使其滿足(3.9)及(3.10)式,或
(3.11)及(3.12)式。但是,混凝土之設計強度以不大於
48N/mm2 為限。
1) 結構體混凝土之強度管理齡期為28 日的情形(以現場水中
養護管理)
2) 管理齡期超過28 日,且在91 日之內,第n 日的結構體混
凝土之強度(以現場密封養護管理)
其中,
F: 混凝土之配比強度(N/ mm2)
Fq:混凝土之品質基準強度(N/ mm2)。(Fq=Fc+∆F)
∆F:考慮結構體混凝土之強度與試體之強度差異的增加
值,為3 N/mm2
T:管理齡期為28 日時之結構體混凝土強度,與混凝土之
澆置後28 日時,根據預測平均氣溫的混凝土強度的修
正值(N/ mm2)
Tn:管理齡期超過28 日,且在91 日以內,第n 日的結構
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體混凝土之強度時,與混凝土之澆置後第n 日,根據預
測平均氣溫的混凝土強度的修正值(N/ mm2)。
σ2:使用之混凝土的強度標準偏差(N/ mm2)。超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬
(2) 齡期m 日及n 日為,28 日以上91 日以內之範圍。(但是,
28≦ m≦n≦ 91)
(3) 於齡期m 日標準養護後之試體的抗壓強度,與齡期n 日之
結構體混凝土抗壓強度之差mSn;齡期m 日標準養護後之試
體的抗壓強度與齡期n 日之結構體混凝土抗壓強度的比mKn,
二者係根據試驗,並考慮使用材料、配比、構材尺寸、澆置齡
期來決定。此外,混凝土之設計強度為60 N/ mm2 以下時,關
於混凝土強度之修正值mSn,或修正強度比mKn 參考下述之
(1)或(2)。
(1) mSn 根據表3.4.1,對應水泥之種類、混凝土之設計強度而
決定。如使用的水泥,非表3.4.1 所列舉者,根據試驗來決定。
(2) mKn 根據表3.4.2,對應水泥之種類、混凝土之設計強度而
決定。如使用的水泥,非表3.4.2 所列舉者,根據試驗來決定。
表3.4.1 混凝土強度之修正值mSn 之標準值
設計強度
mSn 36<Fc ≦48 48<Fc ≦60
28S91 9 12
28S91 3 5
56S91 6 10
28S91 3 3
56S91 6 10 水泥的種類
【資料來源:參考書目9】 普通卜特蘭水泥
表3.4.2 混凝土強度之修正強度比mKn 之標準值 中庸熱卜特蘭水泥 設計強度
3- 36 低熱卜特蘭水泥
水泥的種類¶ 建研所New RC指針草案研究|原檔第138頁
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mKn 36<Fc ≦60
28K91 0.83
28K91 0.92
56K91 0.85 第三章 高強度鋼筋混凝土之材料與構材性能
28K91 0.95
56K91 0.85
【資料來源:參考書目9】 普通卜特蘭水泥
(4) 根據預測平均氣溫之混凝土強度的修正值T 及Tn,依據下中庸熱卜特蘭水泥
述(1)或(2)。
(1) T 根據表3.4.3,對應水泥之種類、預測平均氣溫的範圍而 低熱卜特蘭水泥
決定。如使用的水泥,非表3.4.3 所列舉者,需根據試驗或可
信賴之資料來決定。
(2) Tn 根據表3.4.4,對應水泥之種類、預測平均氣溫的範圍
而決定。如使用的水泥,非表3.4.4 所列舉者,需根據試驗或
可信賴之資料來決定。
表3.4.3 混凝土強度之修正值T 的標準值
16 以上 8 以上16 未滿 3 以上8 未滿
17 以上 13 以上17 未滿 9 以上13 未滿
0 3 6 水泥的種類 從混凝土澆置到28 日為止之期間的預測平均溫度範圍(oC)
【資料來源:參考書目9】 普通卜特蘭水泥 中庸熱卜特蘭水泥混凝土強度根據氣溫 之修正值(N/mm2)
表3.4.4 混凝土強度之修正值Tn 的標準值
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從混凝土澆置到n 日為止之期間的
齡期n(日)
預測平均氣溫範圍(oC)
42 8 以上 4 以上8 未滿 2 以上4 未滿超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬
56 4 以上 2 以上4 未滿 --
91 2 以上 -- --
42 9 以上 5 以上9 未滿 3 以上5 未滿
56 5 以上 2 以上5 未滿 -- 水泥的種類
91 2 以上 -- --
0 3 6 普通卜特蘭水泥
【資料來源:參考書目9】
(5) 結構體混凝土強度之標準偏差σ1,考慮使用材料、配比、澆 置時期等根據試驗而決定。未進行試驗時,設定為0.1x中庸熱卜特蘭水泥
(Fc+mSn)或0.1 x (Fc+mKn)。但是,當σ1 的值已有充分資料 混凝土強度之修正值Tn(N/mm2) 可參考時,得使用該值。
(6) 使用之混凝土強度的標準偏差σ2,根據預拌工廠之實績而決
定。未有實績時,使用0.1 x Fq 之值。
3.4.1 坍度或坍流度坍度或坍流度坍度或坍流度坍度或坍流度
混凝土拌和後,應使其能滿足工作性規定之坍度或坍流度。
[解說]
爲滿足工作性,卸料澆置之坍度或坍流度目標值,於拌和
時應考慮氣溫、輸送距離來決定。夏季時,可考慮坍度或坍度
流之損失而決定。另外冬季時,坍流度有時會比出貨時變的更
大,因此必須注意。
3.4.2 含氣量含氣量含氣量含氣量
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拌和時之含氣量,應使其能滿足卸料時之混凝土含氣量規定。但
是,有受凍害之虞的含氣量以4.5%為準。
[解說] 第三章 高強度鋼筋混凝土之材料與構材性能
拌和時之含氣量應使其滿足卸料時之目標值,需考慮氣
溫、運送距離以決定之。特別是夏季時或運送距離較長時,有
時含氣量或許會降低,因此爲了得到卸料時所要之含氣量,應
考慮運送及運搬中之含氣量變化。
混凝土使用AE 劑由於混入微細的空氣,可確保對於工作性
之改善及凍融作用之抵抗性。但是,混入1%的空氣,混凝土的
強度約下降4%。因此大多將設計強度80N/mm2 級之高強度混
凝土設定含氣量為2%以下,設計強度60 N/mm2 級之高強度混
凝土設定含氣量為2.0~3.0%,設計強度42 N/mm2 左右則設定
含氣量約3.0%。
3.4.3 水灰比水灰比水灰比水灰比
(1) 訂定水灰比時,應使混凝土能達到配比強度。
(2) 膠結材料中之摻料對水泥的置換率,應根據試拌或可信賴之資
料來訂定。
[解說]
(1) 影響高強度混凝土抗壓強度之要因比一般常用強度混凝土為
多,這些要因和抗壓強度之關係與影響程度,目前尚未充分的
掌握。其中以水灰比(或水膠比)對抗壓強度的關係較為明確,同
時,因預拌混凝土廠之使用材料、製造設備、品質管理等也會
有很大差異,因此一定要根據試拌決定之。高強度混凝土之實
績少的預拌混凝土廠,使用實機設備於試拌時,預先保握水灰
比與混凝土強度的關係,乃是重要的工作。
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3.4.4 單位水量單位水量單位水量單位水量 (1) 拌和之單位水量應考慮單位水泥量、化學摻料之添加量,以及超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬 新拌混凝土之工作性等而訂定。 (2)設計強度在48N/mm2 以下時,單位水量需於185kg/m3 以下; 設計強度超過48N/mm2 時,需於175kg/m3 以下。此外設計強 度80N/mm2 以上時,訂定單位水量應特別注意不得使單位水 泥量、化學摻料之添加量有過大之情形。 [解說] (1)(2) 高強度混凝土由於適當使用高性能AE 減水劑,即使單位水 量175kg/m3 以下也可確保良好的工作性。但是,由於骨材情 形,即使使用高性能AE 減水劑,以175kg/m3 以下拌和水有時 還是難以要得到良好工作性;若有此種狀況時,可增加單位水 量至185kg/m3 的上限。但是,增加單位水量的同時,也要增加 單位水泥量,因此單位水量不要輕易增加。特別是設計強度80 N/mm2 以上之高強度混凝土,單位水量設為175kg/m3 時,單位 水泥量將為700kg/m3 以上。因此,設計強度80 N/mm2 以上時, 單位水量大多為較少的150~165 kg/m3,而以化學摻料的添加 量調整工作性。但是,單位水量太小的話,由於化學摻料添加 量之增加將成為混凝土之凝結遲緩及工作性降低的原因,希能 設定適當的值。 3.4.5 單位水泥量單位水泥量單位水泥量單位水泥量 混凝土之單位水泥量,在可達到所須之品質的範圍內,盡可能減 少。 [解說] 3- 40
¶ 建研所New RC指針草案研究|原檔第142頁
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高強度混凝土中水灰比(水膠比)變小的話,單位水泥量必然
會變多。但是為了抑制水化熱,最好是水泥量盡可能減少。
單位水泥量之上限值並無特別設定,但是單位水泥量變大 第三章 高強度鋼筋混凝土之材料與構材性能
的話,由於混凝土黏性的增大將導致工作性變差,及水化熱之
增大,以及提高自體收縮,有導致開裂發生的危險性。因此使
用高性能AE 減水劑,減少單位水量,就需盡可能減少單位水泥
量。僅用此方法有困難時,必須檢討使用水化熱較小的水泥或
膠結材料。
3.4.6 單位粗骨材量單位粗骨材量單位粗骨材量單位粗骨材量
混凝土單位粗骨材量,在可達到良好工作性之範圍內,盡可能加
大。
[解說]
粗骨材為混凝土的骨榦,其用量在單位體積中愈大,表示
骨質愈多,在緻密配比下,有利於強度的發展,故於能得到良
好工作性之範圍內,可盡可能取大值。
3.4.7 化學摻料之使用量化學摻料之使用量化學摻料之使用量化學摻料之使用量
(1)混凝土中高性能AE 減水劑之使用量,應使其能達到構材品質
與施工所需的坍度或坍流度及含氣量。
(2)特別化學摻料的使用方法及使用量,根據試拌結果決定之。
[解說]
(1)(2) 於高強度混凝土,爲得到現場施工可能的工作性,大多需
要高性能AE 減水劑。特別是,使用碎石、碎砂、河砂等之骨材,
高性能AE 減水劑更是不可欠缺。高性能AE 減水劑減水小效果
大,增加其使用量,即使單位水量一定也可大幅提高流動性。
但是,使用量過多時有凝結遲緩之傾向,寒冷季節有時於施工
上會產生障礙。相反的量過少時,流動性之經時降低很大,難
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以確保施工時所定之工作性。因此,可參考廠商之建議值,根 據實機試拌以確認工作性,來決定使用量。高性能AE 減水劑之 效果大多會受到氣溫的影響,因此施工期間較長時,必須因應超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬 氣溫的變化調整使用量。 3.4.8 品質及工作性品質及品質及品質及工作性之確認工作性工作性之確認之確認之確認 (1)根據3.4.1~3.4.7 所規定之配比的混凝土,應滿足構材所定之品 質,並根據試拌或施工試驗,確認其具有適切的工作性。 (2) 試拌或施工試驗,需使用實際的生產設備,盡可能以接近實際 施工的條件來實施。但已有很多實績者,得以省略。 [解說] (1) (2) 最終的計畫配比,根據試拌或施工試驗等,確認於實際之 施工條件下,能滿足混凝土的品質後再決定之。但是,使用試 拌的實績很多,保有結構體混凝土強度之資料的預拌混凝土 廠,或保有很多施工實績及施工實驗資料之施工者,可省略試 拌,或標準期、夏季及冬季的施工試驗。但是,必須預先確認 代表性配比之品質及其工作性。 混凝土之配比,原則上根據試拌來決定。試拌不是根據小 型攪拌機的室內試驗,必須使用實際機械設備來實施。小型攪 拌機與實機設備的拌和量及攪拌機之拌和性能有很大差異,會 產生工作性及強度發展傾向的差異,因此一定要以實機設備來 實施。合格的配比,假如有充分實績的話,則無須特別實施根 據實機設備進行試拌。但是,有關無出貨實績的配比,或強度 超過60N/mm2 的配比,得要求進行實機設備的試拌,確認新拌 混凝土的性狀及強度發展。 3.53.53.53.5 高強度鋼筋高強度鋼筋高強度鋼筋高強度鋼筋 3- 42
¶ 建研所New RC指針草案研究|原檔第144頁
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3.5.1 一般事項
(1) 鋼筋材料及檢驗方法須符合國家標準CNS 或本節相關規定。 (2) 以下所規定之鋼筋相關性質,乃針對鋼筋標稱降伏強度為第三章 高強度鋼筋混凝土之材料與構材性能
550 N/mm2、685 N/mm2 及785 N/mm2 之材質等級者,若鋼筋
標稱降伏強度不超過490 N/mm2 者之相關力學與細部加工性
質,應符合「結構混凝土設計規範」之相關規定。
(3) 鋼筋標稱降伏強度550 N/mm2、685 N/mm2 等級者:作為主
筋或鋼筋需要韌性變形需求者之用,應用於D19~D57 尺寸之
鋼筋,其力學性質應符合3.5.2 之規定。鋼筋表面採用螺紋
節,並避免使用搭接續接與彎鉤錨定為原則,惟經可靠的分
析數據、適當的分析結果、或可信的研究成果證實可行者不
在此限。
(4) 鋼筋標稱降伏強度785 N/mm2 等級者:作為剪力或圍束箍
筋、或鋼筋無需韌性變形需求者之用,應用於D10~D16 尺寸
之鋼筋,其力學性質應符合3.5.2 之規定。閉合箍筋可採用電
焊續接於直線段,惟此電焊接合應取樣進行試驗,試體破壞不
得發生於電焊接合及熱影響區,且強度應大於母材實際強度。
[解說]
高強度鋼筋之細節可參照社團法人台灣混凝土學會之「鋼筋
混凝土用鋼筋(SD 550/685/785)(草案)」之規定。
超高強度鋼筋混凝土是將超高強度混凝土與超高強度鋼筋
適當地複合而得,因此我國在想推動超高強度鋼筋混凝土高層構
造時,首先應制訂可供使用之超高強度鋼筋統一規格,以利材料
生產、品管與應用。我國與日本因地狹人稠,為獲得更多的使用
空間,促使建築物逐漸朝向空中發展,且同位於高風險地震區對
建築耐震需求較為嚴苛,顯示我國與日本有相同的都市發展背
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景。日本自1988 年起開始推動New RC 計畫,至今已有多年經
驗,在日本現行鋼筋混凝土規範之外,新世代高強度鋼筋混凝土
高層構造已有15 年經驗,以相關的設計指針為依據進行設計,超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬
目前也有許多成功的New RC 構造相關工程實績,此一成功經
驗,值台灣借鏡。
(1) 比較我國與日本SD 490 鋼筋材料之力學性質,其結果顯示
CNS 560 與JIS G 3112 對於SD 490 鋼筋之力學性質規定幾乎
相同。因此我國若想新增SD 550/685/785 鋼筋規格,其力學
性質應可參考日本USD 590/685/785 鋼筋之規定。台灣混凝土
學會參考日本東京大學退休名譽教授青山博之(Hiroyuki
Aoyama)之專書Design of Modern High-rise Reinforced
Concrete Structures(參考書目8),再以國家標準CNS 560 鋼筋
混凝土用鋼筋為基礎,建議新增鋼筋混凝土用鋼筋SD
550/685/785(案),再提交國家標準審議,期儘速成為CNS
之國家標準,作為國人使用超高強度混凝土構造之參據。
(2) 本節所指超高強度鋼筋乃指SD 550/685/785 鋼筋,故採用SD
5590/685/785 鋼筋之構造者,其鋼筋之製作、錨定與續接細節
應符合本節之規定辦理,但若鋼筋與混凝土強度符合「結構
混凝土設計規範」範疇者,依其相關規定辦理。
(3) 根據3.5.2 節超高強度鋼筋基本力學性質之規定,鋼筋標稱降
伏強度550 N/mm2、685 N/mm2 等級者需符合強度抗降比RSR
(fu/fy)與降伏平台之規定,故可確保此類鋼筋具有韌性變形
能力,在實際應用上作為梁、柱構件主筋用,或鋼筋所配置
位置需提供大量變形者。為確保使用超高強度鋼筋之高強度
鋼筋混凝土施工品質,鋼筋應避免使用搭接續接與彎鉤錨定
為原則,因此鋼筋表面採用螺紋節,以有效克服鋼筋續接與
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來源:內政部建築研究所《超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬》,民國98年12月。依建研所網站資料開放宣告註明出處;本站分章呈現並另加歷史與適用註記,不代表發布機關認可。查核日期:2026年8月30日。