第二節 第二節
第二節 建議建議建議 建議
(一) 國內高強度混凝土技術已臻成熟,高強度鋼筋明年即將正式生產,對
於比傳統 RC 強度高 2 至 3 倍以上的 New RC 而言,骨材的角色較以往更 形重要。因此,國內現有的骨材品質及來源穩定性是否能確保,有必要 針對現有骨材品質規格之詳細檢討、產能分布現況之全盤調查、以及高 強度骨材缺料問題之因應對策,進一步作專案研究。
(二) 由於 New RC 結構大號主筋常使用螺紋節鋼筋,以確保鋼筋間距,並使 用大量的續接器,除竹節鋼筋業界預定明年生產外,應加強推動螺紋節 鋼筋的生產,同時儘早完成已推動十餘年的「鋼筋續接器續接設計規範 與解說」的訂定。
(三) 高層建築未曾實際歷經過大地震的考驗,包括發生在都會區地層 下的地震(日本稱之謂直下地震)及週期較長的海溝型地震。尤其後 者,因週期長易引致超高層建築的共振。「大阪 WTC 大樓」設計時 未考慮長週期地震效應,去年經調查後補強,著名的東京都廳等也 有類似情形,日本超高層建築的歷史短淺,實際地震來時的結構行 為如何,還有待考驗,因此在推動 New RC 之時應加以關注。
(四) 長週期下超高層建築的擺動相對較大,主供住宅之用的 New RC 大樓舒適性極其重要,內部家具及設備等的固定較其他建物要求應 更為嚴格。故對超高層住宅內部起居設備等的固定,似有必要另予 規範。
(五) 日本研發推動 20 餘年的 New RC 綜合了各種結構的優點,國內限於市 場規模及研發量能,學者建議積極引進其經驗,利用既有研究成果及實 驗方法,改良研發符合國內實務上可行之技術及規範。
(六) 日本 New RC 五年專案研究計畫促成了混凝土及鋼筋材料的強度大 幅提高,使 RC 建築物朝向更高層發展,建議國內在 CNS 標準部分 納入超高強度 RC 所需材料之規定,以利推動,促進發展。
(七) 本所相關計畫審查時,結構工程技師公會曾建議,未來能提出更 具體的設計施工審查機制及審查內容,使相關研究能夠迅速實用 化,並避免發生在制度建立前,已有一些案例在未經嚴格管控之下 就先執行的現象。國內在 New RC 的建造上,現階段可根據建築新技 術、新工法、新設備及新材料之審核認可制度。本所已完成相關指 針,內容雖不屬於規範性質,應屬於參考指引(Guideline),目的為 促進 New RC 建築在國內的發展,提供有關超高強度鋼筋混凝土建築 物設計施工及審查之參考,在執行上,審核制度中可依個案要求進 行必要之實驗。將來應加強超高強度鋼筋混凝土建築物相關法令規 範的建置,包括技術規範、建築技術規則之專章及相關制度如 New RC 審查機制等。
附錄
溫度條件下所硬化之混凝土。
2.3
c. 雙管狀結構系統(Tube in Tube)及管中核結構系統(Interior Core exterior column system) 。
(2)標準層平面外形以長方形或正方形為原則,RC 柱斷面採方型或
2.4.1
性質,故超高強度 RC 構材之製作與施工須以一系列室內試驗及全尺
(2) 鋼筋之品質要求應符合 3.5 相關各節的規定。
(3) 混凝土及鋼筋必須具有爲了滿足結構體及構材所需性能之所定 品質。
(4) 使用高強度混凝土及高強度鋼筋構築之結構體及構材,必須滿 足設計所要求之結構性能、耐久性能、耐火性能及使用性能。
3.1.3 3.1.3 3.1.3
3.1.3 高強度鋼筋混凝土製作與施工必須充分檢討之事項 高強度鋼筋混凝土製作與施工必須充分檢討之事項 高強度鋼筋混凝土製作與施工必須充分檢討之事項 高強度鋼筋混凝土製作與施工必須充分檢討之事項
對於設計強度超過 60N/mm
2之高強度混凝土,降伏點超出 785 N/mm
2之高強度鋼筋之高強度 RC 構材,為確保可達到設計所要求的性能,
採用可信賴資料以及必要的試驗證明,其必須檢討之事項如下:
(1) 材料·配比:以抗壓強度為首,選定可得到混凝土之要求品質的 材料(水泥、骨材、混合材料)
(2) 混凝土的製造方法:能安定製造超出 60N/mm
2之混凝土的工廠設 備、技術員的技量·經驗的調查及製造方法
(3) 混凝土強度之管理方法:保證目標之強度可於結構體得到之合 理的強度管理方法
(4) 施工方法:所要之品質的混凝土可合理施工之搬運·搗灌·搗實·
養生方法
(5) 結構體混凝土強度:透過根據室內試拌和、實機試拌和、實大 構材的施工試驗等,事前確認可實現目標強度水準之結構體混 凝土
(6) 混凝土的耐火性:超過 80N/mm
2之混凝土時其耐火性(爆裂性) 的檢討和反應於其對策之設計規格
(7) 溫度開裂之檢討:由於水和熱發生溫度開裂之解析和配比·施工 上之對策
3.1.4 3.1.4 3.1.4
3.1.4 設計時應有的施工考慮 設計時應有的施工考慮 設計時應有的施工考慮 設計時應有的施工考慮
根據本指針進行高強度 RC 造建築物之計畫及施工時,應考慮施工上
E=33,500× k1 × k2 ×(γ/24)2 × (Fc/60)1/3
3.2.7
(1) 水泥的種類應為符合 CNS 61[卜特蘭水泥]所規定之卜特蘭水 泥,CNS 3654〔卜特蘭高爐水泥〕所規定之高爐水泥 A 種或 B 種,CNS 11270〔卜特蘭飛灰水泥〕所規定之飛灰水泥 A 種或 B 種。
(2) 根據混凝土的要求性能,可使用將 a 項之卜特蘭水泥和 3.6 項 所規定之摻料調配成之混合水泥。此時,摻料之添加率為 40%
以下,調配後水泥的品質應符合[高強度混凝土用水泥的品質基 準]。
3.3.2 骨材
骨材 骨材 骨材
(1) 骨材之種類為砂石、碎石、砂或碎砂,應為可得到作為混凝土 之所須受壓強度及彈性模數者。
(2) 粗骨材之最大尺寸,砂石以 25mm,碎石以 20mm 為標準。
(3) 碎石、碎砂、砂石、砂之品質應符合 CNS 1240〔混凝土粒料〕
混凝土骨材之標準。但是,碎石之粒形判定實積率為 57%以上,
碎砂之微粒分量為 5%以下。
(4) 將異種的骨材混合使用時,混合前之品質必須各自滿足前項之 規定。但是,有關鹽化物和粒度,混合後之品質應滿足前項規 定。
(5) 骨材使用根據 CNS 13618[粒料之潛在鹼質與二氧化矽反應性試 驗法],CNS 13619[水泥與粒料之組合潛在鹼質反應性試驗法]
判定為無害者。
(6) 使用(1)項所規定以外之骨材時,應依根據可信賴資料及經試驗 確認可達到設計要求所須之品質者,方可申請使用。
3.3.3 拌和水
拌和水 拌和水 拌和水
(1) 拌和水應為自來水或符合 CNS 13961〔混凝土拌和用水〕之標
準,其檢驗應按 CNS 1237〔混凝土用水品質試驗法〕之規定者。
(2) 不可使用回收水。
3.3.4 化學摻料
化學摻料 化學摻料 化學摻料
(1) 混凝土使用之化學摻料應符合下列規定:CNS 12283〔混凝土用 化學摻料〕化學摻料、CNS 12833〔流動化混凝土用化學摻料〕
流動化摻料之標準。
(2) 對特定的混凝土之要求性能,可根據[高強度混凝土用化學摻料 之選定方法]選定瑼化學摻料,但仍應符合 CNS 12283〔混凝土 用化學摻料〕之規定。
(3) 對於使用(1)項及(2)項規定以外之化學摻料,應根據可信賴資 料或經試驗確認可達到設計要求之品質者,方可申請使用。
3.3.5 混凝土物理性摻材
混凝土物理性摻材 混凝土物理性摻材 混凝土物理性摻材
(1) 混凝土物理性摻材應符合下列規範:CNS 12549〔混凝土及水泥 墁料用水淬高爐爐碴粉〕所規定之高爐爐碴粉,CNS 3036〔卜 特蘭水泥混凝土用飛灰及天然或煆燒卜作嵐攙和物〕所規定之 飛灰 C 類或 F 類,ASTM C1240〔Specification for Silica Fume for Use in Hydraulic-Cement Concrete and Mortar〕所規定 之矽灰。
(2) 對於(1)項以外之混凝土摻材,應根據可信賴資料或經試驗確認 可達到設計規定要求之品質者方得申請使用。
3.3.6 其他的材料
其他的材料 其他的材料 其他的材料
混凝土中添加的其他材料,事前應根據可信賴資料或經試驗確認可
達到設計所要求的品質者,方可申請使用。
3.4 混凝土配比強度 混凝土配比強度 混凝土配比強度 混凝土配比強度
3.4.5
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
755 以上 以上 14A號 以上 之 4 倍
(1) SD 590/685/785 鋼筋之錨定與續接檢驗須符合國家標準,若引
用其他國家之相關規範標準,惟須依審查單位認可之標準為之。
此限。
(2) 鋼筋強度大於 490MPa 者,其材質不利於電焊,故此類鋼筋應 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 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。
3.6.2 3.6.2 3.6.2
3.6.2 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。
3.6.3 3.6.3 3.6.3
3.6.3 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 高強度鋼筋混凝土之錨定和握裹 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。
力作用點位置(將水平力視為重力所稱的重心位置。) 使用界限位移(角):中小度地震力及風壓力作用時,使用上不會產
生障礙的位移(角)。由設計者所訂定,層間位移角不得 大於 1/200。
反應界限位移(角):設計地震力所導致反應位移(角)的上限值。
架構設計位移(角):對於載重,特別是地震載重的不確定性、結構 物的各種差異性,為了確保耐震設計上的安全性,設計 時以大於反應界限位移(角)的值作為設定於結構物的 位移(角)。根據靜力側推分析水平力之和與靜力外力之 重心位置的變形關係曲線上,可確保達反應界限變形為 止的面積(作功量)的 2 倍以上面積(作功量)的架構變 形,由設計者訂定。
可靠強度:考慮計算式的精度、材料強度的差異性等所計算出作為 極限強度下限值的構材強度。
上限強度:考慮計算式的精度、材料強度的差異性等種種強度上升 因素所計算出作為極限強度上限值的構材強度。
平均強度:計算出作為極限強度平均值的構材強度。
強度增減係數:計算可靠、上限強度時,乘上平均強度之係數。
4.3 4.3 4.3
4.3 耐震設計基本原則 耐震設計基本原則 耐震設計基本原則 耐震設計基本原則
(1) 超高層鋼筋混凝土建築之耐震設計應採用動力分析確認其要求 性能。
(2) 耐震設計之基本原則,係使建築物結構體在中小度地震時滿足 使用性功能,設計地震時滿足安全性功能,最大考量地震時則 應滿足側向強度要求以及適當的崩塌機制。
4 44
4.4 .4 .4 耐震設計之判定基準 .4 耐震設計之判定基準 耐震設計之判定基準 耐震設計之判定基準
對於耐震設計規範所述之三種地震水準以及達到架構設計位移時,
估,如果能適當呈現構件的非線性特性,動力分析可簡化成簡
之設計用地震力的層剪力。
載重)
用於模擬結構物主要構件有 a.梁單元素模型 b.柱多軸彈簧模型 c.
有可分為固定工廠製造者,與工址內或周邊之敷地內設
割而設置的接合部。
(3) 各種預鑄構件及接合部之設計,經相關研究或本節第(4)款證
述之性能。
a. 強度為標準現場澆注混凝土構材的同等以上。
b. 勁度與標準現場澆注混凝土構材沒有明顯的差異。
(3) 於架構的極限狀態下,在降伏塑鉸範圍內設置材軸直交接合部 的構架構材(稱為「降伏塑鉸範圍接合構材」),必須具有下述 之性能。
a. 降伏強度為基準現場澆注混凝土構材的同等以上。
b. 強度為基準現場澆注混凝土構材的同等以上。
c. 對於設計變形範圍內的反復變形,維持基準現場澆注混凝土 構材的同等以上強度。
d. 彎曲降伏時的變形,與基準現場澆注混凝土構材沒有明顯的 差異。
e. 對於設計變形範圍內的反復變形,復元力特性與基準現場 澆注混凝土構材沒有明顯的差異。
(4) 於架構的極限臨界狀態下,構材內的一部分發生降伏塑鉸,但 降伏塑鉸範圍內不包括材軸直交接合部的構架構材(稱為「非降 伏塑鉸範圍接合構材」),必須具有下述之性能。
a. 構材發生彎曲降伏時的構材變形與現場澆注混凝土構材沒 有明顯的差異。
b. 確實發生彎曲降伏,彎曲降伏前不發生這個以外的破壞。
(5) 於架構的極限臨界狀態下,構材內確實不發生降伏塑鉸的構架 構材(稱為「非降伏構材」),必須具有下述之性能。
a. 構材之設計應力時的構材變形,與現場澆注混凝土構材的變 形沒有明顯的差異。
(6) 主要的結構構材中,對於地震時載重,架構達到極限臨界狀態 時任何部分皆未達降伏強度之構架以外的構材(稱為「非構架構 材」),必須具有下述之性能。
a. 架構即使因地震力而產生變形,預鑄混凝土構材也不會發生
掉落。
c. 確認上述 a.所假定接合要素的強度大於接合要素上所產生的
5.4
鋼筋。
通過,並確認施工者之技術能力及其施工計畫之可行性後始能取得
(2)預拌混凝土工廠,使用符合CNS A2042(預拌混凝土) 之規定並通
過預拌混凝土廠驗證制度的工廠。
6.3.3 6.3.3 6.3.3
6.3.3 預拌混凝土之發包 預拌混凝土之發包 預拌混凝土之發包 預拌混凝土之發包
預拌混凝土發包時,確認其符合CNS A2042(預拌混凝土)或GRMC有關 高強度混凝土之認定,承造人與製造者協議以下事項。
(1) 水泥的種類及品質 (2) 骨材的種類及品質 (3) 粗骨材的最大尺寸
(4) 根據骨材之鹼性反應性的區分 (5) 水的區分
(6) 混合材的種類、品質及標準的使用量 (7) 其他的材料
(8) 混凝土的鹽化物含有量 (9) 空氣量
(10)混凝土的最高或最低溫度 (11)水灰比的上限值
(12)單位水量的上限值
(13)單位水泥量之下限或上限值。
(14)混凝土的標稱強度或管理強度、判定基準強度以及保證這些的材 齡。
(15)混凝土配比方法
(16)拌合方法(材料的置入順序、拌合時間及拌合量) (17)混凝土之輸送路徑和輸送時間
(18)預拌混凝土得驗收檢查方法 (19)製造管理的方法
6.3.4 6.3.4 6.3.4
6.3.4 預拌混凝土的製造管理 預拌混凝土的製造管理 預拌混凝土的製造管理 預拌混凝土的製造管理
(1)混凝土的製造依照製造者根據CNS A2042(預拌混凝土)或JIS A
5308-2003(預拌混凝土)的規定製作之公司內手冊,或取得GRMC認
定之高強度混凝土製造手冊來進行。
(2)製造者依照CNS A2042(預拌混凝土)或JIS A 5308-2003(預拌混凝
土)之規定、公司內手冊、高強度混凝土製造手冊進行製造管理,
(1) 預鑄構件之裝設、組立根據施工要領書進行。
(2) 預鑄構件之接合種類及方法,依位置不同根據設計圖說進行。
此外,預鑄構件之接合,依據施工要領書進行。
(3) 鋼筋與鋼材之接合有,焊接接合、機械式續接、瓦斯壓接續接 或搭接續接,根據鋼筋續接器續接施工規範草案。
(4) 垂直之預鑄構件,架設、組立、接合時應注意下述 a.~e.事項,
以便能確保結構上之一體性。
a. 預鑄構件於所定位置精度良好架設的同時,組立時更須堅固 的組立以求得所定之垂直精度。
b. 預鑄構件之接合,以接合部補強筋來補強。
c. 預鑄構件和現場搗灌混凝土的一體性,根據接合面補強筋或 凸出物等來確保。
d. 預鑄構件間之細縫,於內側端部設置截角(Taper),其間隙填 充混凝土以求其一體性。此外,爲了防止漏漿,將細縫寬度 設置為所定值之下,或進行塞縫使其無漏漿之情形。
e. 預鑄構件應以支撐工程支承,使其不致於因現場搗灌混凝土 之壓力,而引起裂縫或破損等。
(5) 水平的預鑄構件,架設、組立、接合時應注意下述 a.~e.事項,
以便能確保結構上之一體性。
a. 預鑄構件原則上於垂直的現場搗灌混凝土達到所定強度後再 進行架設、組立。
b. 預鑄構件使用具充分強度之支撐工程,於所定位置、高度及 水平進行精度良好的架設、組立及接合。
c. 預鑄構件之承座以 15~30cm 為標準。此外,其精度為±10mm。
d. 預鑄構件間及預鑄構件和周邊構件之接合部,配置與預鑄複 合混凝土構件內之配筋量相同程度量之接合部補強筋。
e. 預鑄構件間之細縫,於內側端部設置截角(Taper),其間隙填
充混凝土以求其一體性。此外,爲了防止漏漿,將細縫寬度
設置為所定值之下,或進行塞縫使其無漏漿之情形。
施工計畫書中之內容除建築主管機關之規定者外應包含品質管制計 畫,提出品質管制計畫報告書。
於施工期間承造人將施工品質管制作業之結果按時彙整成品質管制 結果報告書,送請相關監督人審查簽認。由起造人送交主管機關備 查。
施工品質管制計畫內容至少應包括:
(1)品質管制預定表。
(2)工程品質管制表。
(3)自主檢查表。
施工品質管制計畫報告書至少應包括:
(1)一般工程概要。
(2)使用之材料與施工方法。
(3)試驗與檢查部位。
6.7 6.7 6.7
6.7 施工品質之確認 施工品質之確認 施工品質之確認 施工品質之確認
承造之施工廠商應提送下列資料,送請相關監造人及結構特別 監督人作為品質確認作業之用。
(1)結構施工品質管制人員,其資格應具結構專業技師資格或 經結構施工品質管制訓練通過具有證明者,可於結構專業 技師指導下執行結構施工品質管制。
(2)施工品質管制計畫。
(3)施工品質管制計畫報告書。
(4)施工品質管制結果報告書。
(5)接受到施工品質保證計畫之簽收及依據執行。
結構特別監督人於施工完成前,應提供施工品質確認計畫書,
其內容至少應包括:
(1)耐震系統有依規定執行施工品質管制。
(2)特別監督及試驗依據相關施工規範執行。
(3)試驗之型式及頻率。
(4)特別監督之內容及頻率。
(5)規定之試驗及特別監督報告之提送頻率及提送單位。
(6)於施工完成後,完成施工品質確認報告書,提送起造人及
建築師及建築管理機關。
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