國內外相關重要文獻回顧

(1) 鋼骨構材扭矩行為之相關文獻回顧

在鋼結構領域，有關扭矩或扭矩結合彎矩、軸力的行為已有廣泛 的研究，近期內有關H 型鋼受扭矩作用之研究如下所述。

Pi與Trahair (1994)研究I型鋼梁受扭矩與彎矩作用下之非彈性行 為，研究中使用有限元素法(Finite-Element Method)分析I型鋼樑之行 為。結論中提到，最大扭矩與彎矩強度與鋼梁之細長比、側向支撐以 及對試體施加扭矩與彎矩之比例有關。

Pi與Trahair (1995)研究I型鋼梁受扭矩之非彈性行為，研究中使 用有限元素法分析 I 型鋼樑之行為，建立一套模型有效預測 I 型鋼梁 受非均勻扭矩產生之非線性彈塑性行為。

Trahair與Pi (1997)研究I型鋼梁受扭矩、彎矩與挫屈之行為，研 究以彈性分析分析構件之非均勻扭矩，並以兩種塑性設計去分析試 體，最終提出設計I型鋼梁受扭矩與彎矩作用下之設計式。

(2) RC構材扭矩行為之相關文獻回顧

近二十年內研究 RC 構件受扭矩行為或建立模型預測 RC 構件扭 矩強度有Hsu (1990, 1991)、Rahal與Collins (1995, 1996)、Bhatti與

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Almughrabi (1996)、Wang 與Hsu (1997)、Leu與Lee (2000)、Phatak 與Dhonde (2003)、Tavio與Teng (2004)，利用分析方法研究 RC構件 受扭矩行為，建立模型預測RC構件扭矩強度。其中 Hsu (1990)依據 空間桁架與薄壁管之理論計算出精確扭矩強度。Bhatti 與 Almughrabi

(1996)依據美國ACI 318-89設計規範，以有限元素法建立一套精確之

模型，有效的預測RC 梁扭矩強度。Wang與Hsu (1997)利用極限分析 法預測RC構件之扭矩強度。

Ashour 等人(1999)研究高強度混凝土深梁受扭矩作用下之行為，

實驗參數為跨深比、混凝土強度以及縱向主筋數量，共 20 組試體。

實驗結果顯示位於梁深中間之縱向主筋對扭矩強度並無太大貢獻，減 少跨深比將增加試體扭轉勁度與強度。

方一匡等人(1999)研究高性能混凝土預力梁之抗扭矩行為，考慮 變數為混凝土抗壓強度、抗扭箍筋量、軸向預力量以及保護層厚度，

總共規劃 30 組試體。扭轉勁度分別採未開裂扭轉勁度以及已開裂扭 轉勁度表示。而結果顯示，若採用ACI 318-95規範計算極限扭矩強度 時，因未考慮保護層厚度，而顯得過於保守，對於T形斷面梁之極限 扭矩強度若依ACI 318-95規範及斜彎矩理論計算時，將低估許多。

Rasmussen 與 Baker (1995)、Wafa 等人(1995)、Koutchoukali 與

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第二章 國內外相關規範與文獻回顧

Belarbi (2001)、Fang與Shiau (2004)研究高強度混凝土(High-Strength Concrete, HSC) RC 梁與普通強度混凝土(Normal-Strength Concrete,

NSC) RC梁受扭行為。實驗發現，高強度混凝土 RC梁因為主筋的降

伏造成明顯的裂縫；當 RC 梁的主筋降伏後，RC 梁扭矩強度與混凝 土強度無關。相同的主筋數量下，HSC 梁可抵抗較高的扭矩強度。

NSC梁之扭矩韌性行為(Ductile Behavior)較好，HSC梁扭矩強度超過

其極限(Peak)強度後，強度衰減較為劇烈，主筋較多的試體此種行為

更為明顯。HSC 梁開裂前與開裂後之扭轉勁度皆大於 NSC 梁，HSC 梁未開裂扭矩勁度約為NSC梁之 2倍，開裂後約為1.4 倍。 NSC梁 混凝土表面壓應變與主拉應變皆大於 HSC 梁，極限狀態下，HSC 梁 縱向伸長量也較大。

Nanni (1990)、Wafa 等人(1992)、EI-Niema (1993)、Rao與Seshu

(2003)研究鋼纖維RC (SFRC)構材之受扭矩行為。實驗結論指出，增

加適量的鋼纖維可以增加扭矩勁度以及韌性，也可提高極限扭矩強 度，而且使用鋼纖維比使用高強度混凝土更為經濟。

粟文楷(1999)研究鋼筋混凝土箱形梁受純扭矩作用之行為，該結

果顯示對於開裂扭矩強度之預測，以桁架模式理論之預測結果最佳，

ACI 318-95規範次之，ACI 318-89規範對試驗之預測結果較不保守；

而對於極限扭矩強度之預測，ACI 318-95及ACI 318-89規範之預測結

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果皆略為不保守。

吳家偉(2001)研究鋼筋混凝土受彎矩與扭矩作用下之行為，該研

究顯示 RC構件受扭矩作用時，其行為非常類似於一桁架系統，箍筋 為主要受扭剪力元素，因此增加主筋對抗扭影響有限，構件之抗扭能 力主要還是決定於箍筋。

(3) SRC構材扭矩行為之相關文獻回顧

SRC構材受扭矩作用之研究非常有限，相關之文獻如下。

王志倫(1996)研究扭轉撓曲影響下鋼骨鋼筋混凝土構件行為，當

中提到 H 型鋼受混凝土束制作用，使 H 型鋼翹曲作用降低。若以 45 度角破壞面為基礎，將 RC之斜彎理論值與鋼骨之全塑性扭矩予以疊 加，可有效預測SRC構件極限抗扭強度值。

梁禮麟(2000)研究中空鋼骨鋼筋混凝土扭轉撓曲行為，該結果顯

示中空鋼骨鋼筋混凝土構件之開裂扭轉角與極限容許扭轉角皆較傳 統之鋼筋混凝土構件大，且開裂之單位長度扭轉角與到達極限值之容 許單位長度扭轉角，不會因包覆混凝土壁厚及內鋼管尺寸大小之不同 而有太大差異。

謝宗成(2001)研究含斜拉鋼筋之鋼骨鋼筋混凝土扭轉撓曲行為，

該結果顯示對於鋼筋混凝土的抗扭強度理論式，由於規範 ACI318-95

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第二章 國內外相關規範與文獻回顧

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忽略保護層厚度以及核心混凝土之影響，故使理論值過於保守。

林秉儀(2004)研究輕質骨材鋼骨鋼筋混凝土扭轉撓曲行為，該結

果顯示輕質骨材混凝土構件受純扭矩作用時，開裂扭矩之實驗值與理 論值相差甚遠，且其比值亦較常重混凝土大，故以規範計算之值略為 保守；而鋼骨之不同對開裂扭矩有一定之影響，表示以疊加法計算開 裂扭矩時，將低估鋼骨所造成之影響。

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