附錄 A 混凝土結構技術規範(草案)
12.3 設計限制
12.5.2 彎矩與軸力
12.5.2.1 應可按第 22.3 與 22.4 節之規定設計橫膈版以抵抗面內彎矩與軸力。
解說:
本節允許依據第22.3 與 22.4 節之一般性假設進行彎矩與軸力的設計,包括沿著橫膈版深度方向上的應變呈線 性分布的假設。大部份情況下,採用近似拉力-壓力之力偶搭配強度折減係數 0.9 的方式設計彎矩與軸力,可得到 合適結果。
12.5.2.2 抵抗彎矩所引起之拉力,應可採用(a), (b), (c), 或(d)等做法或其組合:
(a) 符合第 20.2.1 節之竹節鋼筋。
(b) 符合第 20.3.1 節之預力或非預力之鋼絞線或鋼棒。
(c) 跨越預鑄構件間接縫之機械式續接器。
(d) 預力鋼筋之預壓力。
解說:
抵抗面內彎矩與軸力之黏裹式預力鋼筋,可以施加預力或不施加預力。跨越預鑄混凝土構件間接縫的機械式續 接器,是為了提供預埋在預鑄構件內的鋼筋一連續的載重路徑。有關預力鋼筋之預壓力使用,在第12.5.1.4 節解 說討論。
12.5.2.3 抵抗彎矩所引致拉力之非預力鋼筋與機械式續接器,須位於橫膈版受拉側邊緣 h/4 範圍內,h 為該範 圍之橫膈版平面內量測的深度。當橫膈版深度沿跨度方向上有變化時,鋼筋應可伸展至鄰近橫膈版h/4 範圍外。
解說:
說明抵抗彎矩和軸力所產生拉力之非預力鋼筋擺放的位置;當沿跨度方向上橫膈版深度有變化時,允許拉力鋼 筋伸展超出鄰跨橫膈版h/4 限制範圍外;此時,壓拉桿模型或彈性平面應力分析都可以用來決定鋼筋的延伸和其 他鋼筋需求以提供斷面變化處連續性要求。當鋼筋或機械式續接器分布在整個橫膈版深度範圍內時,於橫膈版邊 緣處可能產生裂縫以及過大的接縫開裂,限制非預應力鋼筋和機械式續接器的位置,是為了避免上述情形之發 生。撓曲拉力鋼筋集中在橫膈版的邊緣,也有助於剪力流更均勻地分布在整個橫膈版的深度內。
透過預壓力以抵抗彎矩的預力鋼筋,其擺放的位置並沒有限制。實際上,預壓力決定預力鋼筋可以抵抗的彎矩 值,剩下的彎矩值由鋼筋或符合第12.5.2.3 節規定放置的機械式續接器所抵抗。
抵抗撓曲壓力的橫膈版邊界構件,本規範並未要求使用柱之設計細節。然而,當邊界構件承受之軸力非常接近
軸向強度,或設計成緊臨邊緣或開口的壓桿時,宜考慮配置相似於柱閉合箍筋的橫向鋼筋。
圖R12.5.2.3 符合第 12.5.2.3 節抵抗彎矩與軸力所引致拉力之非預力鋼筋位置
12.5.2.4 橫跨預鑄構件間接縫之機械式續接器,應設計以抵抗接縫處發生預期張開所產生的拉力。
解說:
在抵抗面內作用力和處於線性反應範圍內的無上覆版之預鑄橫膈版內,應可預期接縫張開 (不大於 2.5 mm);
當地震活動超過設計水準時,接縫可能發生更大的空隙;當預期的接縫張開發生時,機械式續接器宜能維持設計 的強度。
12.5.3 剪力
12.5.3.1 本節適用於橫膈版面內剪力強度的計算。
解說:
本節所有規定皆假設橫膈版深度範圍內的剪力流大致呈均勻分布,如同按第12.5.1.3 節(a)設計的情況一樣。當 採用替代設計方法時,宜考慮面內剪力在橫膈版深度範圍內的局部變化。
12.5.3.2 除第 21.2.4 節規定之較小值外,強度折減因數 值應取 0.75。
解說:
在耐震建築物,或採用特殊耐震系統時,可能須使用較低的強度折減係數。
12.5.3.3 完全場鑄橫膈版的設計剪力強度 Vn須按式(12.5.3.3) 計算
= 0.53 + (12.5.3.3)
= 0.17 +
式中 Acv為橫膈版版厚度與深度所圍面積扣除開口面積的混凝土全面積;用來計算 Vn 之 fc 值應不超過
27 kgf/ [8.3 MPa];t 為平行面內剪力方向之分布鋼筋量。
解說:
本規定引用第18.12.9 節之耐震設計規定,符號 Acv係指橫膈版視為有效深梁的截面積。
12.5.3.4 完全場鑄橫膈版選用之斷面尺寸應符合式(12.5.3.4)
≤ 2.12 (12.5.3.4)
≤ 0.66 式中用來計算Vn 之 fc值應不超過27 / [8.3 MPa]。
12.5.3.5 預鑄構件與場鑄上覆版形成之橫膈版須符合(a)與(b)之規定:
(a) Vn須按式(12.5.3.3)計算,且選用之斷面尺寸須符合式(12.5.3.4)。計算 Acv時,對於非合成上覆橫膈版須採用 上覆版的厚度;對於合成上覆版須採用預鑄構件與上覆版之總厚度;對於合成上覆橫膈版而言,式(12.5.3.3)與 式(12.5.3.4)之fc值須不大於預鑄構材與上覆版二者fc值之較小者。
(b) Vn之計算值應不大於按本規範第22.9 節剪力摩擦強度,其中剪力摩擦強度之計算考慮合成或非合成上覆橫 膈版內預鑄構材間接縫上方之上覆版厚度,及跨越預鑄構材間接縫的鋼筋。
解說:
對於預鑄構件與場鑄上覆版形成之橫膈版而言,當上覆版不與預鑄構件構成合成斷面時,第12.5.3.5 節(a)規定 之有效厚度宜取上覆版的厚度。上覆版傾向於沿著預鑄構件間之接縫上方產生裂紋,因此,第12.5.3.5 節(b)限制 橫膈版的剪力強度不能超過預鑄構件間之接縫上方上覆版的剪力摩擦強度。
12.5.3.6 由交互連結預鑄構件且無上覆版形成之橫膈版與由預鑄構件且其邊條由場鑄上覆版或邊梁形成之橫膈 版的剪力設計應可符合(a)、(b)或二者之規定:
(a) 灌漿接縫的標稱強度應不大於5.6 kgf/ [0.55 MPa],抵抗剪力之鋼筋須符合第 22.9 節剪力摩擦之規定設 計,該剪力摩擦筋不應與抵抗彎矩或軸力的拉力鋼筋共用。
(b) 橫跨預鑄構件間接縫之機械式續接器,應設計足以抵抗當接縫產生預期張開時剪力。
解說:
本規範並不包括位於耐震建築物內無上覆版之橫膈版。無上覆版之橫膈版的剪力可藉由灌漿接縫的剪力摩擦筋 來抵抗。需要的剪力摩擦筋量,不得用來抵抗橫膈版內其他的拉力,例如抵抗橫膈版內之彎矩與軸力的鋼筋,或 抵抗集力構件拉力的鋼筋。主要目地在透過剪力摩擦作用抵抗剪力的同時,也要減少接縫張開。此外,機械式續 接器也可以用來傳遞跨越預鑄構件間接縫剪力,在此狀況下,接縫之張開是可預期的。當接縫發生預期的張開時,
機械式續接器宜能維持設計的強度。
12.5.3.7 當設計剪力從橫膈版傳遞到集力構件,或從橫膈版或集力構件傳遞到側向力抵抗系統的豎向構件時,
須符合(a)或(b)的之規定:
(a) 當透過混凝土傳遞剪力時,須符合第 22.9 節剪力摩擦之規定。
(b) 當透過機械式續接器或插筋傳遞剪力時,須考慮側向力抵抗系統之豎向構件的上舉效應與旋轉效應。