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指針草案第三章 材料與構材性能(6/6);原PDF第146–153頁。
本節閱讀與適用提醒
- 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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¶ 建研所New RC指針草案研究|原檔第146頁
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錨定問題。同時電焊對此類大號鋼筋的強度與韌性影響甚
鉅,若無充分的研究成果證實電焊接合對鋼筋強度與韌性無
不良影響前,嚴禁於鋼筋實施電焊(包括臨時固定用之點焊) 第三章 高強度鋼筋混凝土之材料與構材性能
(4) 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785 N/mm2 等級者僅需符合強度最小值規定,無強度
抗降比與降伏平台之規定,故此類鋼筋僅建議用於提供強度
而無韌性需求之鋼筋,如梁、柱構件的剪力或圍束箍筋,或
剪力牆中提供剪力強度用之鋼筋。此類小號鋼筋允許使用電
焊對接,惟焊接後之鋼筋力學性質應符合3.5.2 節之規定。
3.5.2 力學性質力學性質力學性質力學性質
(1) 強度550 N/mm2、685 N/mm2 與785 N/mm2 等級鋼筋之力學性
質,應分別符合鋼筋混凝土用鋼筋中SD 550/685/785 鋼筋力學性
質之規定。
(2) SD 550/685/785 鋼筋之機械性質應符合表3.5.2.1 之規定。
表3.5.2.13.5.2.13.5.2.13.5.2.1 鋼筋混凝土用鋼筋之機械性質
機 械 性 質 降伏點或 達降伏 抗拉 降伏強度 強度上 試片 伸長率 符號 強度 實際抗拉強度 彎曲 彎曲 ( 3) 限之應 實際降伏強度 角度 直徑 2 2 變 N/mm N/mm % ( 4) 690 0.014 2 號 12 標稱直徑 SD 550 550~675 1.25 以上 90° 以上 以上 14A 號 以上 之4 倍 860 0.014 2 號 10 標稱直徑 SD 685 685~785 1.25 以上 90° 以上 以上 14A 號 以上 之4 倍 母 2 號 8 標稱直徑 180°3- 45 材 14A 號 以上 之3 倍 930 銲 SD 785 785 以上 - - 以上 接 2 號 5 - - 處 14A 號 以上 ( 5)¶ 建研所New RC指針草案研究|原檔第147頁
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超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬註( 3) 參考CNS 2111,降伏點不明顯時以0.2 %橫距法測定。註( 4) SD 550 或SD 685 鋼筋須有降伏平台,SD 550 鋼筋負載達650 N/mm 2時,SD 685 鋼筋負載達 785 N/mm 2時,所對應之應變值均不得少於0.014。參考CNS 2111 及2112,拉伸試驗時,以位 移計求出伸長量除以標點距離,可求得軸向平均應變。[解說]註( 5) 鋼筋混凝土用鋼筋SD 785 直線對銲不得彎曲。 本節之鋼筋力學性質主要參考日本New RC 高強度鋼筋規 格之力學性質訂定之,SD 685A與SD685B鋼筋降伏強度介於685 至785 N/mm2之間,抗拉強度有鑑於日本USD 685A與USD 685B 鋼筋規定之降抗比(fy/fu)為0.8 以下,但我國CNS 則是採用抗 降比RSR,因此定SD 550 與SD 685 抗降比為1.25 以上,據此訂 定抗拉強度下限值。各種鋼筋之降伏強度上、下限與抗拉強度下 限值詳表3.5.2.1 與圖3.5.2.1 所示。 為確保SD 550/685 鋼筋具有適當的韌性變形能力,特別規 定鋼筋進行拉伸試驗時,須以伸長計求出伸長量除以標點距離為 軸向平均應變,對應負載達表3.5.2.1,中降伏強度上限之應變值 不得少於0.014。此即確保鋼筋達規定之降伏強度上限應力時, 其應變值至少為降伏應變的4 倍,(SD 550 與SD 685 鋼筋降伏 應變分別約為0.003 與0.0035)。對實際量測而言,定義降伏平 台長是有困難的,硬固硬化起始應變不易定點,但對應降伏強度 上限應力之應變比較明確。 3- 46
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第三章 高強度鋼筋混凝土之材料與構材性能
圖3.5.2.1 SD 590/685 鋼筋力學性質示意圖
圖3.5.2.2 SD 785 鋼筋力學性質示意圖
在鋼筋彎曲試驗方面,相較於SD 490 鋼筋彎曲直徑規定,
(D25 以下為5 倍標稱直徑,D25 以上為6 倍標稱直徑,CNS
與JIS 標準相同),SD 550/685/785 鋼筋之彎曲直徑規定較為嚴
格,其中SD 550/685 均規定為4 倍標稱直徑,而SD 785 則是均
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規定3 倍標稱直徑。
表3.5.2.2 列出SD 590/685/785 鋼筋之化學成分,提供做為
參考。超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬
表3.5.2.2 鋼筋混凝土用SD 590/685/785 鋼筋之化學成分表
C Mn P S Si
0.40 1.80 0.040 0.040 1.00
SD550
0.50 1.80 0.030 0.030 1.50
SD 685
0.50 1.80 0.030 0.030 1.50
SD 785 化 學 成 分 % 符號
3.5.3 錨定與續接錨定與續接錨定與續接錨定與續接 以下 以下 以下 以下 以下
(1) SD 550/685/785 鋼筋之錨定與續接檢驗須符合國家標準,若 以下 以下 以下 以下 以下
引用其他國家之相關規範標準,惟須依審查單位認可之標準 以下 以下 以下 以下 以下
為之。
(2) SD 550/685 鋼筋之錨定與續接分別採用機械錨定與續接器續
接為原則,其他經試驗成果證實可行之錨定或續接方法者不
在此限。
(3) SD 785 鋼筋可採用標準彎鉤作為端部錨定及使用搭接對鋼筋
進行續接,鋼筋標準彎鉤細節與搭接長度依「結構混凝土設計
規範」之規定決定。
[解說]
高強度鋼筋混凝土續接器之性能可參照社團法人台灣混凝土學
會之「高強度鋼筋續接器續接性能評估基準(草案)」之規定。
(1) 超高強度SD 550/685/785 鋼筋之錨定與續接之檢驗標準與一般
強度之鋼筋大致相同,故應符合相關國家標準檢驗之,亦可使
用其他國家更先進的檢驗標準,在引用其他國家相關檢驗標準
時,應特別注意檢驗標準的一致性,同時須經審查單位核可。
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(2) SD 550/685 鋼筋應用於大號鋼筋,其錨定與續接方法建議分別
採用機械錨定與續接器續接為原則,此可降低鋼筋在端部錨定
與續接處之壅塞情形,有效提升混凝土澆灌品質,以獲得高品 第三章 高強度鋼筋混凝土之材料與構材性能
質之超高強度鋼筋混凝土構造。
(3) SD 785 鋼筋主要應用於梁、柱構件之小號剪力鋼筋或圍束箍
筋,建議採用「結構混凝土設計規範」規定之鋼筋標準彎鉤與
搭接細節,作為鋼筋端部錨定及搭接之標準,若計算公式與鋼
筋強度有關時,鋼筋降伏強度應取785 N/mm2 或8000 kg/cm2
計算之。
3.63.63.63.6 高強度混凝土構材高強度混凝土構材高強度混凝土構材高強度混凝土構材
3.6.13.6.13.6.13.6.1 一般事項一般事項一般事項一般事項
(1) 鋼筋強度大於490N/mm
分析數據、適當的實驗結果、或可信的研究成果證實可行者
不在此限。
(2) 鋼筋強度大於490 N/mm
筋應避免採用電焊進行搭接或對接續接,惟經實驗結果證實 2者應避免使用續接搭接,惟經可靠的
該接合能提供作為主筋或箍筋所需之強度與韌性要求者不
在此限。
(3) 高強度鋼筋混凝土構材之鋼筋端部錨定應避免採用彎勾錨 2者,其材質不利於電焊,故此類鋼
定,而採機械錨定為原則,以降低鋼筋端部錨定處之鋼筋擁
擠程度,提升混凝土澆注品質。
(4) 結構構材之混凝土保護層、鋼筋間距與鋼筋比限制等,應
符合「結構混凝土設計規範」之相關規定。
[解說]
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3.6.23.6.23.6.23.6.2 力學性質力學性質力學性質力學性質 (1) 高強度鋼筋混凝土之彈性模數、乾縮、潛變、裂縫、鋼筋續接 與鋼筋於混凝土中之握裹及錨定等基本力學性質,可利用可靠的超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬 分析數據、適當的實驗結果或可信的研究成果,確認「結構混凝 土設計規範」中力學模型的可行,或建立可靠、合理且適用於結 構分析與設計之力學模型。 (2) 高強度鋼筋混凝土構材之軸力、撓曲與及剪力等相關強度設計 值,可利用可靠的分析數據、適當的實驗結果或可信的研究成 果,確認「結構混凝土設計規範」中力學模型的可行性,或建立 可靠且合理之力學模型計算之。惟結構分析與設計中所採用之力 學模型應與實際構材之受力變形行為相符。 (3) 基於「強柱弱梁」之結構設計原則,結構構材之設計亦應符 合「結構混凝土設計規範」之耐震設計中,僅允許梁構件端部 或基面層上部之柱底發生彎矩塑鉸之塑性機制,其相鄰構材與 梁柱接頭在塑鉸強度發生時應保持彈性。 [解說] 3.6.33.6.33.6.33.6.3 高強度鋼筋混凝土之錨定和握裹高強度鋼筋混凝土之高強度鋼筋混凝土之高強度鋼筋混凝土之錨定和握裹錨定和握裹錨定和握裹 (1)梁主筋和柱主筋的錨定形式原則上為直通配筋、彎曲錨定或 為鋼板錨定形式。 (2)主筋應具有足夠的錨定長度去抵抗架構設計變形時之應力。 [解說] (1)鋼筋混凝土為合成結構材料由混凝土和鋼筋構成,因此要使混 凝土和鋼筋保持整體行為時,就必須由握裹和錨定來提供。此基 本需求當然適用於具高強度的New RC 材料。因為新RC 結構希望 採用與傳統鋼筋混凝土類似的鋼筋配置,因此握裹和錨定容量必 須隨鋼筋應力而增加。 3- 50
¶ 建研所New RC指針草案研究|原檔第152頁
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梁主筋對柱梁接頭的錨定方法,通常於外柱梁接頭採用彎曲錨
定或鋼板錨定,於內柱梁接頭採用直通配筋方式的錨定。
彎曲錨定由彎曲前的直線部分、彎曲部分和彎曲後的餘長所構 第三章 高強度鋼筋混凝土之材料與構材性能
成,錨定性能大半由彎曲部的支壓力所決定。彎曲部支壓力機構
受到混凝土強度、彎曲半徑等各種因素的影響。日本New RC 提出
如下述的構造規定及必要的錨定長度(表3.6.3.1)可供參考。
a. 錨定投影長度為主筋徑的8 倍以上且大於15cm。
b. 彎曲部開始位置為構材深度之中心軸外側。
c. 餘長採180 度彎曲時為主筋的8 倍且6cm 以上,90 度彎曲時
為主筋徑的10 倍以上。
梁端會產生塑鉸的構架,假如直通配筋的錨定足夠,接頭區所
接合之構材可得安定的遲滯迴圈。表3.6.3.2 為根據日本New RC
所提案設計法計算出之必要柱深。該表上端數值為軸力比1/6,下
端數值為軸力比1/3 的情形,並假定受拉和受壓降伏於柱兩面對
稱發生,且梁直通筋每支的柱寬為主筋徑的6 倍以下。
從上述表中可知,即使混凝土變成高強度其受拉強度並不會隨
之等比例增強,而主筋變為高強度將使得錨定長度及柱深度變成
比普通鋼筋混凝土為大。
表3.6.3.13.6.3.13.6.3.13.6.3.1 90 度彎曲時之必要最小錨定長度(d:主筋徑)
鋼筋等級 混凝土強度(N/mm2) 42 60 80 100 SD390 13.5d 10.5d 8.0d 8.0d 10.0d 8.0d 8.0d 8.0d SD490 - 15.5d 12.5d 10.5d 14.5d 11.5d 9.0d 8.0d3- 51 USD685 - - - - - - 16.0d 13.5d 【資料來源:參考書目9】 上端數字:不考慮箍筋之效應, 下端數字:考慮箍筋之效應 無數字記載者表示於此條件下無法錨定¶ 建研所New RC指針草案研究|原檔第153頁
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表3.6.3.23.6.3.23.6.3.23.6.3.2 直通配筋時之必要柱深度(d:主筋徑)
超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬
鋼筋等級 混凝土強度(N/mm2) 42 60 80 100 SD390 21.0d 16.6d 13.7d 11.8d3.6.43.6.43.6.43.6.4 高強度鋼筋混凝土之圍束高強度鋼筋混凝土之圍束高強度鋼筋混凝土之圍束高強度鋼筋混凝土之圍束18.4d 14.5d 12.0d 10.4d SD490 26.3d 20.7d 17.1d 14.8d
圍束箍筋可區別為,降伏塑鉸計畫範圍和其以外範圍應,應採用 23.0d 18.2d 15.0d 12.9d USD685 36.8d 29.0d 24.0d 20.7d有效圍束主筋和混凝土之形狀和配置。 32.2d 25.4d 21.0d 18.1d【資料來源:參考書目8】[解說]
高強度混凝土達到抗壓強度後缺乏韌性,將引起急劇的破壞。為
了控制此種急劇的強度下降,使用高強度鋼筋的圍束是有效果的。
降伏塑鉸計畫範圍,原則上因應構材的結構特性而決定,但是可
取從構材端往中央達構材深度的1.0 倍以上的長度為範圍。參照
日本New RC 建議之箍筋最大間隔如表3.6.4.1 所示。柱梁接合部
箍筋之間隔依照非塑鉸範圍之規定。
箍筋的形狀有螺旋狀、焊接閉合型、具彎鉤型等。箍筋比(pw)應
為0.2%以上。
表3.6.4.13.6.4.13.6.4.13.6.4.1 箍筋的最大間隔 (db:主筋徑)
構材 箍筋尺寸 降伏塑鉸範圍 非塑鉸範圍
柱 D10 鋼筋 10cm 以下 15cm 以下
D13 以上鋼筋 15cm 且6db 以下 20cm 且8db 以下
梁 D10 鋼筋 15cm 以下 20cm 以下
D13 以上鋼筋 20cm 且8db 以下 30cm 且10db 以下
3- 52 【資料來源:參考書目8】上一節:指針草案第三章 材料與構材性能(5/6) | 下一節:指針草案第四章 耐震設計與分析方法(1/4)
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。