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規範本文 第五章鋼筋混凝土構材韌性設計;原PDF第50–55頁。
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¶ 鐵路橋梁耐震設計規範|原檔第50頁
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第五章 鋼筋混凝土構材之韌性設計 第五章 鋼筋混凝土構材之韌性設計 5.1 通則 鋼筋混凝土橋柱、壁式橋墩、橋柱接合部及基礎之設計與施工,除應滿足部頒 「鐵路橋梁設計規範」之相關規定外,尚須符合本章之韌性設計要求。 橋墩之淨高與沿剪力方向斷面深度之比值大於或等於 2.5 者,稱為橋柱,其設 計須符合 5.3 節之規定。比值小於 2.5 者,則稱為壁式橋墩,其設計須符合 5.4 節之規定。柱頭擴大之橋柱,在計算時以均勻斷面段之淨高及斷面尺寸為判定 基準。 5.2 混凝土與鋼筋之材質要求 2 f ′ 抵抗地震力構材之混凝土,其規定抗壓強度 不得小於 280kgf/cm 27.5MPa, c 2 但亦不宜大於 420kgf/cm 41.2MPa。 用以承受地震引致之彎矩與軸力之構材及壁式橋墩,其主筋應符合 CNS 560 中 SD 420W 及 SD 280W 之要求。 5.3 鋼筋混凝土橋柱之韌性要求 5.3.1 主筋量規定 橋柱之主鋼筋比,即主鋼筋量與全斷面積 Ag的比值,不得小於 0.01,亦不得大 於 0.04。如橋柱斷面大於承受載重所需,且主鋼筋比小於 0.01 時,可用一足以 * * * 承受該載重之折減後有效斷面積 A 檢核之,惟主鋼筋量不得小於 0.01 A ,且 A g g g 不得小於 0.5Ag。 5.3.2 彎矩強度 ' 螺箍柱中,由設計軸力產生之壓應力超過 0.1 f 與φP / A 較小者時,強度折減 c b g 30
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第五章 鋼筋混凝土構材之韌性設計 ' 因數 取 0.75,當設計軸力產生之壓應力由 0.1 f 與ϕP / A 之較小者減至 0 φ c b g 時,強度折減因數可由 0.75 線性遞增至 0.9。 ' 橫箍柱中,由設計軸力產生之壓應力超過 0.1 f 與φP / A 較小者時,強度折減 c b g ' 因數 取 0.7,當設計軸力產生之壓應力由 0.1 f 與φP / A 之較小者減至 0 時, φ c b g 強度折減因數可由 0.7 線性遞增至 0.9。 5.3.3 橋柱剪力強度 鋼筋混凝土橋柱塑鉸區之標稱剪力強度依(5-1)式計算,計算所得標稱剪力強度 乘以強度折減因數ϕ= 0.85 後不得小於按 4.2 節計算所得之橋墩設計剪力。 V = V +V n s c (5-1) 其中,矩形橋柱之V 依式 5-2a 計算;圓形橋柱之V 依(5-2b)式計算。 s S V = A f d / s (5-2a) s sh yh A f D π h yh V = (5-2b) s 2 s V = 0.53(0.33 + F ) f 'A ≥ 0 1.66(0.33 + F ) f 'A ≥ 0 c c e c e (5-3) ' ' 另由剪力鋼筋所提供之標稱剪力強度 Vs不得超過 2.12 f A 6.64 f A 。 c e c e 其中符號定義如下: Vn = 標稱剪力強度;kgf N。 Vs = 鋼筋之標稱剪力強度;kgf N。 Vc = 混凝土之標稱剪力強度;kgf N。 2 Ash = 剪力鋼筋於間距 s 內之總面積;cm 。 2 Ah = 圓形箍筋的斷面積;cm 。 d = 沿剪力方向柱之有效深度;cm。 s = 剪力鋼筋之垂直間距;cm。 2 Ae = 柱有效斷面積,可取為 0.8Ag;cm 。 2 fyh = 剪力鋼筋或箍筋之規定降伏強度;kgf/cm MPa。 31
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第五章 鋼筋混凝土構材之韌性設計
cf' = 混凝土之規定抗壓強度;kgf/cm2 MPa。
F = 與軸力有關之調整係數
N F = ; 軸力為壓力時
140 Ag
N F = ; 軸力為拉力時
35 Ag
N =軸力,壓力時取正值,拉力時取負值;kgf N。
Ag =柱之全斷面積;cm2。
D =圓柱圍束區域之直徑;cm。
橋柱非塑鉸區之標稱剪力強度可依(5-1)式計算,但其中
Vc = 0.53(1 + F ) f c' Ae ≥ 0 1.66(1 + F) f c' A e ≥ 0 (5-4)
5.3.4 塑鉸區之橫向圍束鋼筋
橋柱或樁構架式橋墩之柱頂或柱底,及所有可能產生塑鉸之區域均應配置橫向
圍束鋼筋將柱心予以圍束。橫向圍束鋼筋可與5.3.3 節塑鉸區之剪力鋼筋相較取
其大者,而不必重複配置。圍束鋼筋的規定降伏強度不可大於主筋之規定降伏
強度。
圓形橋柱使用之螺箍筋或閉合圓箍筋體積比 sρ 以下列二式計算,並取大者:
f c' Ag ρs = 0.45 − 1 (5-5)
f yh Ac
f c' 1.25 Pu ρs = 0.12 0.5 +
f yh f c ' Ag (5-6)
矩形柱之矩形橫向箍筋之總斷面積 Ash 以下列二式計算,並取大者:
f c' Ag Ash = 0.30 shc − 1 (5-7)
f yh Ac
f c' 1.25 Pu Ash = 0.12 shc 0.5 + (5-8)
f yh f c ' Ag
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第五章 鋼筋混凝土構材之韌性設計
其中
s = 矩形橫向箍筋之垂直間距;cm。
cA = 柱心之面積(算至螺箍筋、閉合圓箍筋或橫向箍筋之外緣);cm2。
gA = 柱之全斷面積;cm2。
Ash = 沿柱之任一主軸方向箍筋於s 內之總面積,矩形柱兩主軸方向均應計算
檢核;cm2。
cf′ = 混凝土之規定抗壓強度;kgf/cm2 MPa。
yhf = 螺箍筋或橫向箍筋之規定降伏強度;kgf/cm2 MPa。
ch = 橫箍柱柱心在所考慮方向之尺寸(算至兩外側箍筋之中心);cm。
sρ = 螺箍筋體積與柱心體積(算至螺箍筋兩外側)之比。
uP = 設計軸力,(kgf, N)。
橫向圍束鋼筋可採用單個橫向箍筋或多個相互疊交之橫向箍筋,橫向箍筋或繫
筋的錨定應特別注意,須使能發揮其降伏拉力。
5.3.5 塑鉸區橫向圍束鋼筋之配置
1.橋柱可能發生塑鉸之區域均應配置符合5.3.4 節規定之橫向圍束鋼筋。如塑鉸
區域在柱頂或柱底時,橫向圍束鋼筋應配置在距接頭面 0之範圍,並應延伸
配置進入接頭,且不得小於柱縱向鋼筋之受拉伸展長度。如塑鉸區域不在柱
頂或柱底時,橫向圍束鋼筋應配置在臨界斷面之兩側各延伸 0之範圍。 0為
沿剪力方向之柱深、柱淨高之六分之一及45 公分之大者。
2.樁構架橋墩之橋柱,其頂部橫向圍束鋼筋應配置在距接頭面 0之範圍,而底
部橫向圍束鋼筋,則應自最大彎矩處,往下配置三倍樁徑的距離,往上則應
配置至超出現有地面線以上一倍樁徑之距離,但不得小於45 公分。
3.橫向圍束鋼筋之間距不得超過15 公分、柱短邊尺寸之四分之一及主筋直徑的
6 倍。
4.螺箍筋或閉合圓箍筋不得在1、2 項中所述之圍束區內搭接,但容許採用其他
許可的續接方式,其接合強度則至少應能達鋼筋規定拉力強度。
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第五章 鋼筋混凝土構材之韌性設計
5.3.6 主筋續接
柱可能發生塑鉸之圍束區內之柱主筋以不續接為原則,若因施工必須續接時亦
不得採用搭接或銲接,其接合性能至少應能符合第三類機械式續接器之規定,
除受拉構材之鋼筋續接外,續接位置不須錯開。非塑鉸區續接方式之相關規定
請參考部頒『鐵路橋梁設計規範』。
5.4 壁式橋墩之韌性要求
壁式橋墩強軸方向之設計應符合本節之要求。
壁式橋墩之水平鋼筋比 hρ 及垂直鋼筋比ρ均不得小於0.0025;水平鋼筋或垂直
鋼筋之間距均不得超過30 公分;抵抗剪力之水平鋼筋及垂直鋼筋必須連續且分
布於整個剪力面上。
橋墩的單位面積標稱剪力強度 nv 可依下式計算:
vn = 0.53 f c′ + ρh f y 1.66 f c' + ρh f y (5-9)
但不得超過2.12 cf′ 6.64 cf′ 。
。兩向鋼筋均應至少採用雙層配筋,其水平剪力鋼筋壁式橋墩之ρ不得小於 hρ
之續接應予錯開,且雙層鋼筋之續接點不得在同一處。
5.5 橋柱接頭部
橋柱接頭部係指橋柱垂直延伸進入與其聯結構材之部份。接頭部之設計內力,
包括橋柱與上部結構帽梁間、樁帽間、基腳間等之內力,應依4.3 節之規定設
計之。橋柱所有主筋通過接頭面後所需之錨定伸展長度應使鋼筋能發展出至少
1.25 yf 之應力。
5.6 橋柱施工縫
所有施工縫應確實清理乾淨,並將表面粗糙化後始可澆灌混凝土,並不得設置
於主筋搭接處。
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第五章 鋼筋混凝土構材之韌性設計 施工縫之剪力僅靠插筋效應與粗糙混凝土面間之摩擦力承擔者,施工縫之總剪 力需求不得超過下式計算所得V 值: j V =φµ A f + 0.75P (5-10) ( ) j vf y n 其中 A 為垂直於施工縫鋼筋之總斷面積, P 為橋墩或橋柱的最小設計軸力, υf n µ為摩擦係數,φ為強度折減因數,其值依部頒『鐵路橋梁設計規範』之規定 決定。 5.7 基樁 與樁帽剛接之混凝土基樁之設計,除依部頒『鐵路橋梁設計規範』之規定外, 尚應滿足下列特別要求: 主筋應妥為錨定於樁帽,使鋼筋能發展出至少 1.25 f 之應力。 y 樁頂應配置橫向圍束鋼筋,其範圍應為自樁頂以下不少於兩倍樁徑或 60 公分。 場鑄樁全長均須配置至少四根主筋。基樁自樁帽底部以下至少六倍樁直徑範圍 內,其鋼筋比不得小於 0.0075。螺箍筋或橫向箍筋之間距不得超過 30 公分,基 樁自樁帽底部以下兩倍樁徑範圍內(不得小於 1.2 公尺),其間距不得超過 15 公 分。 5.8 中空鋼筋混凝土橋柱之韌性要求 中空橋柱之韌性要求與實心橋柱相同,柱淨高與沿剪力方向斷面深度之比值不 得小於 2.5,比值小於 2.5 者,須符合壁式橋墩之韌性要求,而視為壁式橋墩設 計。對於柱頭擴大之橋柱,在計算時以均勻斷面段之淨高及斷面尺寸為判定基 準。 35
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來源:交通部《鐵路橋梁耐震設計規範》,110年11月30日。依交通部政府網站資料開放宣告註明出處;本站分章與導覽整理不代表發布機關認可或背書。查核日期:2026年8月31日。