¶ 鋼構造建築物鋼結構設計技術規範|容許應力設計法|第四章 一般要求(1/5)
發布機關:內政部
文件性質:鋼結構設計規範及解說
版本:96年6月11日訂定;99年9月16日台內營字第0990807042號令修正第13.2點。
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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鋼結構容許應力設計法 第四章 一般要求 4.1 全斷面積 構材任意處之全斷面積A 為垂直於構材縱軸斷面上各肢斷面積之和。 g 型鋼梁、銲接梁、板梁或蓋板梁等之斷面慣性矩應依全斷面積計算。翼板之 螺栓孔按4.2節淨斷面計算所得之扣減面積,如超過翼斷面積之15%時,超過部分 應予扣減。 銲接板梁之翼板可使用續接板或蓋板以改變其厚度或寬度。 解說:角鋼全寬度之計算為其兩肢寬度之和減去肢厚度。 4.2 淨斷面積 構材之淨斷面積 A 係指其全斷面積減去栓孔之寬度乘上該處之板厚,其計算 n 方式如下: 計算構材之拉力及剪力淨斷面積時,栓孔之寬度取標稱孔徑加上1.5 mm。 循斜線或曲折線經過一連串栓孔之斷面,其淨寬度為肢寬度減去沿此線上各 2 孔寬度或槽孔寬度(參見10.3.7)之和,每橫距再增加 。 s 4g 其中: s =兩連續孔中心之縱距,平行於應力方向。 g =兩列孔中心之橫距,垂直於應力方向。 對於角鋼之兩肢均有孔時,其孔間橫距為兩肢各孔至角肢背距離和減去肢厚 度。 設計用之臨界淨斷面應由依經過各連串栓孔求得之最小淨寬度計算。於計算 通過塞孔銲或塞槽銲之淨面積時不計塞孔銲或塞槽銲之銲材。 4.3 有效淨斷面積 軸向受拉構材之載重經由螺栓直接傳遞到各肢,其有效淨斷面積 A 等於淨斷 e 面積 A ,而當載重經由螺栓或銲道傳遞到構材之部分斷面而非全斷面時,其有效 n 斷面積 A 應按下式計算: e 1.當載重經由螺栓傳遞至構材之部分斷面時,其有效面積 A 應按下式計算: e A = UA e n 其中: A =構材淨斷面積 n U 值除非經由試驗或其它學理之證明後可使用較大之係數外,應依下列之 規定: 4-1
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鋼結構容許應力設計法 (1)翼板寬度與斷面深度之比不小於2/3之W、RH、BH、S或I型鋼,及由此 類型鋼切割或符合前述尺度需求之銲接T型鋼,且接合須在翼板處。接 合處沿應力方向每行螺栓數不少於3根 U = 0.90 (2)不合於上款之W、RH、BH、I或T型鋼,及其他各種斷面。接合處沿應 力方向每行螺栓數不少於3根 U = 0.85 (3)以螺栓接合之所有各種斷面且在接合處沿應力方向每行僅有2根螺栓 U = 0.75 栓接之接續板或連接板,在承受拉力時應依5.2節之規定設計,其中有效淨 斷面積可採用淨斷面積之值,惟不得大於0.85 A 。 g 2.當載重經由縱向銲道或同時經由縱向與橫向銲道傳遞至鋼板以外構材之部分斷 面時,其有效面積 應依下式計算: A e A = UA e g 其中: A =構材全斷面積 g U 值除非經由試驗或其它學理之證明後可使用較大之係數外,應依前列之 規定計算。 3.當載重經由橫向銲道傳遞至鋼板以外構材之部分斷面時,其有效面積 應按下 A e 式計算: A = UA e 其中: A =直接連接部分構材之面積 U = 1.0 4.當載重沿鋼板端部兩側之縱向銲道傳遞到其它鋼板時,其銲道長度ℓ不得小於板 寬W,而其有效斷面積 A 應按下式計算: e A = UA e g 其U值除非經由試驗或其它學理之證明後可使用較大之係數外,應依下列 規定: (1)當ℓ ≥ 2 W U = 1.00 (2)當2 W > ℓ ≥ 1.5 W U = 0.87 (3)當1.5 W > ℓ ≥ W U = 0.75 解說: 無論是銲接或螺栓接合,當受拉構材只有部分斷面直接與其它構材連 接時,剪力遲滯(shear lag)效應即會影響受拉構材在接合處之斷裂強度。 為考慮剪力遲滯效應對受拉構材強度的影響,本規範將構材之淨斷面積 A n 乘以折減係數U得一有效淨斷面積 A ,並以此有效淨斷面積來計算受拉構材 e 在接合處之斷裂強度。在銲接接合的情況下,因構材斷面無開孔,其淨斷 面積 A 可由其全斷面積 A 代之。 U 除可依規範4.3節之規定取其值外,亦可 n g 依下述的觀念及方法計算之(前述之鋼板接合除外):接合(包括銲接及 4-2
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鋼結構容許應力設計法 螺栓接合)之長度愈長,剪力遲滯效應就愈小。此觀念可由 ( Munse 及 Chesson, Jr. 1963 ) 建立之經驗公式表示之: U = 1 − X / L ≦0.9 其中, X 表偏心矩,為剪力傳遞面到構材形心之距離(如圖C4.3-1及C4.3-2 所示);L為接合長度(螺栓接合時,L為在受力方向第一個螺栓到最後一 個螺栓之距離,如圖C4.3-2所示者。另應注意不可為提高U 值而在接合設計 時特意加大螺栓間距來取得較大之L值;在銲接接合時,L為沿受力方向銲 道之長度,如圖C4.3-3 )。 Munse和Chesson, Jr.的研究結果顯示此經驗公式和1000個試驗的結果 間之誤差大部分在±10%之內,Easterling及Gonzales研究成果亦證實其適用 性。規範規定之U值也是根據相同的觀念訂定而成,惟直接使用規範規定之 U值可簡化構材設計過程。沿受力方向每行只有1個螺栓之接合,一般而言 較不經濟,應儘量避免之;此外目前亦缺乏這方面之研究資料,若有這類 型式之接合,取直接連接肢材之淨斷面積為桿件之有效淨斷面積可能為一 保守的方法。 當受拉之鋼板構材在縱向(即受力方向)以雙邊填角銲與另一構材接 合時亦會產生剪力遲滯的現象,因此其全斷面積(因構材無開孔,故以全 斷面積取代其淨斷面積)亦應折減為有效淨斷面積以計算其接合處之斷裂 強度,折減係數U取規範4.3節之規定值,其中ℓ為銲道在受力方向之長度。 4-3
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