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採用螺旋箍筋之 SRC 柱「強度折減係數」

第五章 其它建議新增或修訂之條文與解說

5.7 採用螺旋箍筋之 SRC 柱「強度折減係數」

5.7.1 動機與目的

由於ASCE 7-98[60]的載重係數與載重組合逐漸獲得認同,因此在 2002 年之 後出版的ACI 318 規範[7,58,61]皆是依據 ASCE 7-98 的載重係數與組合。2002 年 之後出版的ACI 318 規範與先前 1999 年版的 ACI 318-99 規範[62]在載重係數與載 重組合上有明顯不同,前者採用「1.2D 與 1.6L」,但是後者則採用「1.4D 與 1.7L」,

亦即這兩種規範所採用的載重係數並不一致,故其相應之強度折減係數亦應隨之調 整。目前我國SRC 規範[10]對於 SRC 構造中 RC 部分所採用之強度折減係數,即 是依照ACI 318-02 規範第九章中之規定。

再者,由於RC 柱配置螺旋箍筋(Spiral)時,其對混凝土之圍束效果明顯比配置 橫箍筋(Rectangular Hoop)者為佳,所以 2008 年出版的 ACI 318-08[7]對於採用螺旋 箍筋之RC 受壓構材,將其強度折減係數φc由ACI 318-02 的 0.7 提升為 0.75。因此,

本研究建議我國SRC 規範對於採用螺旋箍筋之 SRC 柱,其 RC 部分的強度折減係 數φc亦應參照ACI 318-08 之規定,由 0.7 提升為 0.75。

5.7.2 建議修訂之規範條文與解說

本研究建議於我國SRC 構造設計規範第二章第 2.6 節「載重係數與強度折減 係數之配合」之解說,以及第六章第6.4.1 節「強度疊加法」之本文中,修訂有關 採用「螺旋箍筋」之SRC 柱其 RC 部分的強度折減係數,將其強度折減係數φc由 原本的0.7 提升為 0.75。(以下建議修訂之規範內容,以「細明體」之字型表示)

2.6 載重係數與強度折減係數之配合

鋼骨鋼筋混凝土構造因同時涉及鋼骨構材與鋼骨鋼筋混凝土構材之設 計,有關載重係數與強度折減係數之使用與配合,應依本規範相關章節之規 定辦理。

解說﹕本規範採用ASCE 7-98[60]之建議作為載重係數與組合之主要依據。基本 上,此一規定與內政部所定之「鋼結構極限設計法規範及解說」[47]中的 規定大致相同。不過,此一規定與國內工程師過去多年來熟悉的1999 年 版的 ACI 318 規範[62]中所採用的載重係數有明顯差異。例如,對於靜 載重與活載重組合所採用之載重係數大小,鋼結構極限設計法規範中採 用「1.2D 與 1.6L」,但是 ACI 318-99 規範則採用「1.4D 與 1.7L」,亦 即這兩種規範所採用的載重係數並不一致。

由於ASCE 7-98 的載重係數與載重組合逐漸獲得認同,因此在 2002 年之 後出版的ACI 318 規範[58,61]皆是依據 ASCE 7-98 的載重係數與載重組 合。由於2002 年之後出版的 ACI 318 規範與先前 1999 年版的 ACI 318-99 規範在載重係數與載重組合上有明顯不同,故其相應之強度折減係數亦 應隨之調整,如表C2.6.1 所示。

再者,由於 RC 柱配置螺旋箍筋(Spiral)時,其對混凝土之圍束效果 明顯比配置橫箍筋(Rectangular Hoop)者為佳,所以 2008 年出版的 ACI 318-08[7]對於採用螺旋箍筋之 RC 受壓構材,將其強度折減係數φc由ACI 318-02 的 0.7 提升為 0.75。因此,本研究建議我國 SRC 規範對於採用螺 旋箍筋之SRC 柱,其 RC 部分的強度折減係數φc亦應參照ACI 318-08 之 規定,由0.7 提升為 0.75,如表 C2.6.1 所示。

表 C2.6.1 RC 部分之載重係數與強度折減係數之配合 壓力 φc

折減係數 載重係數

撓曲 φb

剪力

φv 橫箍筋 螺箍筋 ACI 318-99(舊) 0.9 0.85 0.7 0.75 ACI 318-02(舊) 0.9 0.75 0.65 0.7 ACI 318-08(新) 0.9 0.75 0.65 0.75 (資料來源:本研究整理)

第五章 其它建議新增或修訂之條文與解說

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6.4.1 強度疊加法

鋼骨鋼筋混凝土柱之設計受壓強度 φcPn 得採用「強度疊加法」計 算如下:

φc Pn = φcs Pns + φcrc Pnrc (6.4-1) 其中:

Pns = 鋼骨部分之標稱受壓強度,依 6.4.2 節之規定計算

Pnrc= 鋼筋混凝土部分之標稱受壓強度,依 6.4.3 節之規定計算 φcs = 鋼骨部分之強度折減係數,φcs =0.85

φcrc = 鋼筋混凝土部分之強度折減係數 (1) 包覆型鋼骨鋼筋混凝土柱﹕

(i) 配置橫箍筋,φcrc =0.65 (ii) 配置螺箍筋,φcrc =0.75 (2) 鋼管混凝土柱﹕

(i) 填充型鋼管混凝土柱,φcrc =0.75 (ii) 包覆填充型鋼管混凝土柱,φcrc =0.7

解說﹕(本節原有之解說不變,僅修訂有關 RC 部分的強度折減係數φc 之內容) 由於 RC 柱配置螺旋箍筋(Spiral)時,其對混凝土之圍束效果明顯比配置 橫箍筋(Rectangular Hoop)者為佳,所以 2008 年出版的 ACI 318-08[7]對於 採用螺旋箍筋之RC 受壓構材,將其強度折減係數φc由ACI 318-02 的 0.7 提升為0.75。因此,我國 SRC 規範對於採用螺旋箍筋之 SRC 柱,其 RC 部分的強度折減係數φc亦參照ACI 318-08 之規定,由 0.7 提升為 0.75。

5.8 .SRC梁柱接頭採用補強或減弱式接頭之必要性探討