第一章 緒論
第二節 文獻回顧
第 二 節 文 獻 回 顧
有 關 本研 究 收 集 之 相 關 文 獻資 料，分 台 灣、日 本及 美 國 規 範 分 別 說明 如 下 ：
一 、 台 灣 鋼 筋 續 接 器 規 範 沿 革
台 灣 大約 從 30 年 前 開 始 自日 本 引 進 鋼 筋 機 械 式續 接 工 法 ， 當時 國 內 工程 界 對 於 續 接 器 的 性能 及 施 工 瞭 解 不 夠，亦 欠 缺 相 關 檢 驗 法 規，
導 致 劣質 的 續 接 器 被 濫 用，嚴 重威脅當時起造的結構安全。有鑑於此，
內 政部 1990 年 起 陸 續 研 擬續 接 器 相 關 基 準 草 案，至 1997 年 內 政 部建 研 所 委託 台 科 大 研 究「 鋼 筋續 接 器 續 接 施 工 規 範與 使 用 準 則 」，其中 使 用 準 則 經 過 格 式 修 改 以 設 計 規 範 附 錄 的 位 階 收 錄 於 中 國 土 木 水 利 工 程 學會 之「混 凝 土 工 程 設計 規 範 與 解 說 (土木 401-86) 」之 附 錄 乙 ： 機 械 式 續 接 器 續 接 [5]， 自 此 我 國 始 有 續 接 器 參 考 規 範 。 1999 年 內 政 部 營 建署 及 建 研 所 完 成「鋼 筋 續 接 施 工規 範 及 解說 (草 案 )」[6]，同年 921 大 地 震 後 開 始 推 廣 被 各 界 接 受 使 用 ， 此 後 我 國 鋼 筋 續 接 工 程 品 質 有 明 顯提 升。除 建 研 所 外，公 共 工 程 委 員 會 也 有頒 布 參 考 性 質 之 施工 綱 要 規 範 第 03210 章 鋼 筋 (2001)(2003)(2005)[13-15]也 有 鋼 筋 續 接 器 試 驗 相關 規 定 ， 惟 內 容 係 以日 本 規 範 [16,17]為 藍 本 加以 簡 化 。
自 921 地 震 後 經 過 幾 年 發 展，台 灣 續 接 器 產 業 生態 及 相 關 技 術已 有 改 變， 工 程 界 也 逐 漸 發 現 1999 年 以 前 制 定 之舊 規 範[5,6, 13-15]有 一 些 不夠 嚴 謹 之 處，在 某 些情 況 會 產 生 一 些 爭 議及 困 擾，2004 年 內 政 部 建 研所 完 成「 鋼 筋 續 接 器續 接 設 計 規 範 與 施 工規 範 及 解 說 研 修 」[7]
作 業，2007 年 中 華 民 國 結 構工 程 學 會 鋼 筋 續 接 器續 接 規 範 工 作 小 組工 作 報 告(CSSE 96-01)[8]沿 續 2004 年 版 建 研 所 報告 ， 再 提 出 「 鋼 筋 續 接 器 續接 設 計 規 範 與 解 說（ 建 議案 ）」、「 鋼 筋 續 接器 續 接 施 工 規 範 與 解 說（ 建 議 案）」、「 鋼 筋續 接 器 續 接 試 驗 法（ 建 議 案）」。圖 1-2
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展 示 我國 鋼 筋 續 接 器 規 範 之演 進 。 自 1990 年 起即 由 內 政 部 建 研 所陸 續 推 動 修 訂 革 新 ， 參 考 日 本 建 築 中 心 之 鋼 筋 續 接 性 能 判 定 基 準 [17]起 草 。
自 2007 年至 2015 年，續 接器 規 範 編 修 工 作 便 陷於 停 頓，原 因之 一 是 土木 實 驗 室 受 TAF 認 證 節 制，而 TAF 僅 認 可官 方 版 本 [5, 6, 13-15]
的 續 接器 試 驗 方 法，不 認 可未 經 官 方 審 議 通 過 之學 會 參 考 規 範 [8]，亦 即 實 驗室 無 法 依 學 會 參 考 規範 [8]試 驗 並 出 具 TAF 認 可 標 誌 之 試 驗報 告 ， 即無 法 用 於 公 共 工 程 。 有 鑑 於 此 ， 經 濟 部 標準 檢 驗 局 自 2006 年 起 開 始 草 擬 鋼 筋 機 械 式 續 接 檢 驗 法 ， 以 美 國 材 料 與 試 驗 協 會 出 版 之 ASTM A1034 鋼 筋 機 械 式 續 接 試 驗 法 [18]為 藍 本 ， 惟 ASTM A1034 內 容 與 國內 業 界 使 用 多 年 的 日 系 規 範 [5-8, 13-15]試 驗 法 不一 致，改 用 美 規 或 是 沿 用 日 系 規 範 之 爭 議 討 論 多 年 ， 延 宕 至 2015 年 才 定 案 CNS 15560 鋼 筋 機 械 式 續 接 試 驗 法 [2]，今 後 試 驗 方 法 爭 議 應 可 平 息。 本計 畫 主 持 人 李 宏 仁 [19]整 理 國 內 鋼 筋 續 接 器 規 範 歷 年 之 重 要 變 革 及 爭 議 ， 如 表 1-1 所示 。
然 而 現況 CNS 15560 鋼 筋 機械 式 續 接 試 驗 法 [2]只規 定 試 驗 方 法，
相 關 檢驗 頻 率 及 合 格 標 準 (Acceptance criteria)仍 應 由 各主 管 機 關 另 訂 規 範 之。 過 往 土 木 實 驗 室 認 證 之 試 驗 規 範 [5, 6, 13-15]與 CNS 15560 多 有 牴觸 ， 故 本 研 究 加 以 重整 。
各 界 期 待 主 管 機 關 訂 定 相 關 規 範 ， 公 共 工 程 委 員 會 先 於 2015-2016 年 間 委 託 台 灣 營 建 研 究 院 辦 理 施 工 綱 要 規 範 第 03210 章 鋼 筋 V4.0[20]之編 審 工 作，本 計 畫主 持 人 亦 協 助 編修 及 審 查，2017 年 小 幅 修 正為 V4.1 版 。 此 版 規範[20]以 CNS 15560 試 驗 法 為 準 ， 沿 用業 界 慣 用續 接 器 規 範 [5,6] 之 性 能 分 級(SA 及 B 級 )與 合 格標 準 ， 適 用於 普 通 強度 鋼 筋 (SD 490 以 下、#11 以 下)之 續 接 器，未 來 CNS 560 如 新 增 高 強度 SD 550W 及 SD 690 鋼 筋 ， 仍 須 要 持續 檢 討 修 訂 。
第一章 緒論
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台 灣 混 凝 土 學 會 另 有 一 份 技 術 報 告 高 強 度 鋼 筋 續 接 器 續 接 性 能 規 範[21]，內 容 較 接 近 日 本土 木 學 會 之 鉄 筋 定 着･継 手指 針 [22]、國 土 交 通 省 建 築 物 構 造 構 造 関 係 技 術 基 準 解 説 書 [23]之 要 求 ， 其 中 對 於 高 塑 性 拉壓 反 復 試 驗 之 要 求 不像 我 國 舊 有 規 範[5-8]嚴 苛。考 慮 高 強 度鋼 筋 應 力應 變 特 性 與 普 通 強 度鋼 筋 之 差 異，高 塑 性拉 壓 反 復 試 驗 之 負載 程 序 有必 要 再 檢 討 。
台 灣 鋼筋 續 接 器 續 接 性 能 規範 經 過 二 十 年 演 進，現 況 市 場 上 主鋼 筋 等 級 以 SD420(W)占 絕 大 多 數 ， SD490(W)亦 有 人 使 用 ， 未 來 新 增 SD550W 及 SD690 高 強 度 鋼 筋 ， 建 築 結 構 主 鋼筋 號 徑 介 於 #6(D19)至
#12(D39)之 間。 市 面 上 可 選 擇 的 鋼 筋 續 接 器 樣 式 有 摩 擦 銲 接 式、擴 頭 滾 壓 螺紋 式、冷 壓 型 鍛 套 管、螺 紋 節 鋼 筋 續 接 器、灌 漿 填 充 續 接 套管 等 樣 式， 續 接 器 本 身 並 無 國家 標 準 規 格 。
無 論 續 接 器 樣 式 為 何 ， 鋼 筋 機 械 式 續 接 可 依 其 性 能 分 為 第 二 類 (SA 級 )或 第 一 類 (B 級 )機 械 式 續 接 ， 鋼 筋 機 械 式 續 接 之 性 能 試 驗 及 續 接 性 能等 級 判 別 應 依 選 用 之規 範 [5-8, 20]規 定 辦理。原 則 上，SA 級 續 接 後 強度、變 形 及 韌 性 與 鋼筋 母 材 相 近，亦 符 合混 凝 土 結 構 設 計 規範 [9]或 ACI 318 [10]規 範 之 第 二 類 (耐 震 結 構 用 )機 械 式 續 接 。 B 級 續 接 後 僅 強度 與 鋼 筋 母 材 相 近，也 符合 混 凝 土 結 構 設計 規 範 [9]或 ACI 318 [10,11]規 範 之 第 一 類 機 械 式 續 接 。 混 凝 土 結 構 設 計 規 範 [9]第 15.3.6.5 節 規 定第 一 類 機 械 式 續 接 不得 使 用 於 梁、柱 接 頭面 或 地 震 時 鋼 筋 可能 降 伏 處起 算 兩 倍 構 材 深 度 範圍 內，第 二 類 機 械 式續 接 則 准 許 使 用 於任 何 位 置。
台 灣 現行 鋼 筋 機 械 式 續 接 性能 試 驗 項 目 如 表 1-2 所 示， 耐 震 結構 用 SA 級 續 接 器 須 執 行 之 試驗 項 目 有 (1)續 接 試 體單 向 拉 伸 及 滑 動 試 驗；
及 (2)續接 試 體 高 塑 性 反 復 負載 試 驗 ， 加 載 程 序 及滑 動 量 量 測 如 圖 1-3 至圖 1-5 所示 。
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為 了 符合 CNS15560 鋼 筋 機械 式 續 接 試 驗 法 [2]，工 程 會 施 工 鋼要 規 範 03210 章 V4.0[20]規 定 之 鋼筋 機 械 式 續 接 試驗 布 置 如 圖 1-6 所 示。
其 他 舊規 範 [5-8, 13-17]與 CNS15560 試 驗 法[2]牴觸 問 題 點 在 於 伸 長計 量 測 軸向 變 形 之 標 定 長 度 ， CNS15560 規 定 之 標定 長 度 等 於 續 接 器或 續 接 套管 長 度 加 上 2 倍 至 6 倍 鋼筋 標 稱 直 徑 d，源 自 美 規 ASTM A1034 規 定[18]， 但 其 他 舊 規 範[5-8]或 日 系 規 範 [13-17]之 伸 長 計 標 定 長 度 為 續 接 器本 體 長 度 兩 端 各加 1/2 鋼 筋 直 徑或 20 mm 取 大值 「 為 原 則 」 ， 無 受 壓挫 曲 疑 慮 時 最 大 可取 50 cm。換 言 之，美 規 [2, 18, 20]之 標 定 長 度 範 圍較 窄 (本 體長 +2d 至 本 體 長 +6d)，而 日 系 規範 之 標 定 長 度 範 圍 較 寬 (本 體 長 +40 mm 起，至 多 50 cm)，除 非 續 接 套管 過 長，否 則 日 規 標 點 距 離長 度 其 實 較 有 彈 性。但 是，我國 規 範 [5-8]在 翻 譯日 文 時 省 略「 為 原 則 」三 字 ， 導 致 規 範 文 字為 續 接 器 本 體 長 度 兩端 各 加 1/2 鋼 筋 直徑 或 20 mm 取 大 值，無 受 壓 挫曲 疑 慮 時 最 大 可取 50 cm 為伸 長 計 標 距 。 TAF 認 證 委 員 從 嚴 解 釋 變 成 兩 者 擇 一，完 全 失 去 彈 性，造 成 執 行 上 之 困 擾。經 多年 紛 擾 與 爭 論，現 今確 認 國 家 標準 CNS 15560 試驗 法，標 定 長 度取 本 體 長 +2d 至 本 體長 +6d 之 間 皆 可 ， 屬於 中 庸 較 有 彈 性 之作 法，今後 試 驗 法 爭 議 應 可 平息，後 續 工 作 是 制 定鋼 筋 機 械 式 續 接 之檢 驗 頻 率及 合 格 標 準 。
我 國 舊 有 續 接 器 性 能 規 範 [5-8]另 一 個 較 具 爭 議 的 問 題 在 於 韌 性 指 標 的不 一 致 。 如 圖 1-7 所 示 ， 早期 土 木 401-86 乙[5]有 兩 個 韌 性指 標 伸 長 率𝜀𝑢𝑐或 是 延 展 性𝜀𝑑𝑐， 兩 者 的 計 算 都 是 拿 試 驗 前 後 之 跨 越 續 接 器 本 體之 組 件 伸 長 量 除 以 標點 距 離，惟 組 件 伸 長率𝜀𝑢𝑐之 標 點 距 離 較長 (藍 色 線 段 )， 而 延 展 性𝜀𝑑𝑐之 量 測 標 點 距 離 較 短 (紅 色 線 段 )， 後 者 標 點 距 離 又被 侷 限，以 同 一 試 體而 言，延展性指標之合格標準相對較嚴苛，
但 是 實務 上 執 行 有 困 難，因為 延 展 性 量 測 需 要 伸長 計 全 程 架 設 至 鋼筋 拉 斷 為止，實 驗 風 險 很 高，實 務 上 不 採 用。但 也 由 於 兩 個 指 標 合 格 標
第一章 緒論
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準 不 一致 且 實 驗 代 價 差 異 很大 ， 常 衍 生 驗 收 上 之爭 議 。
況 且 ， 實 務 上 鋼 筋 有 不 同 直 徑 或 是 不 同 降 伏 強 度 的 鋼 筋 對 鋼 筋 續 接，其鋼 筋 降 伏 塑 性 變 形 將只 會 集 中 於 直 徑 較 小或 是 強 度 較 低 的 一段 鋼 筋 上 ， 此 時 無 論 以 組 件 伸 長 率𝜀𝑢𝑐或 延 展 性𝜀𝑑𝑐之 量 測 均 不 合 理 (試 驗 結 果 會 偏 低 ， 容 易 不 合 格 )。 韌 性 指 標 量 測 目 的 為 確 保 被 續 接 鋼 筋 之 塑 性 變形 能 力 與 母 材 鋼 筋 相近，不 應 該 量 測 跨 越續 接 器 本 體 之 組 件伸 長 率 或 是 延 展 性 。 因 此 何 明 錦 [7]及 陳 正 誠 [8]等 人 在 十 年 前 即 提 案 使 用 續 接處 外 鋼 筋 直 徑 收 縮 率作 為 替 代 之 韌 性 指 標 ， 如圖 1-7 所 示， 惟 此 法 量 測 較 麻 煩 且 量 測 不 確 定 度 較 高 (受 斷 裂 位 置 影 響 變 異 較 大 )， 實 驗 室 接受 度 較 低 ， 並 不 普 及 。
有 鑑 於此 ， 作 者 建 議 TCI 技 術 報 告[20]及 工 程會 施 工 綱 要 規 範第 03210 章 V4.0[20] 採 用 續 接 處 外 鋼 筋 之 伸 長 率 (圖 1-7)， 試 驗 前 於 續 接 器 兩側 之 鋼 筋 上 各 刻 劃 兩個 標 示 ， 如 圖 1-6 所 示， 標示 點 距 離 續接 器 兩 端或 夾 具 均 不 得 小於 1/2d 及 20 mm，以 量 測續 接 處 外 兩 側 鋼 筋之 伸 長 量，取 較 大 值。量 測 續接 處 外 鋼 筋 之 伸 長 率具 有 諸 多 優 勢，可適 用 於 各種 機 械 式 續 接、不 同直 徑 或 不 同 強 度 鋼 筋續 接，有 時 續 接 處發 生 滑 脫、拔 出、或 鋼 筋 無 明顯 頸 縮 斷 裂、或 鋼 筋斷 裂 於 套 管 內 時，可 能 無 法檢 出 直 徑 收 縮 率 ， 此時 仍 可 量 測 續 接 處 外鋼 筋 之 伸 長 率 。
最 後 ，不 同 版 本 之 續 接 器 規範 [5-8, 20, 21-23]中 有 關 於高 塑 性 反 復 試 驗之 滑 動 量 計 算 方 法 有些 差 異，李 宏 仁、王淑 真 [24]及 陳 智 軒[25]
等 人 曾研 究 前 開 規 範 滑 動 量計 算 公 式，執 行 高 塑性 反 復 負 載 試 驗 比對 不 同 版本 的 滑 動 量 計 算 公 式， 經 檢 討 建 議 圖 1-5 之 計 算 法 最為 嚴 謹 。 本 研 究將 以 此 法 為 基 準 再 做些 微 修 正 。
二 、 日 本 鋼 筋 續 接 器 相 關 規 範
日 本 鋼筋 續 接 器 之 技 術 及 使用 頻 率 領 先 全 球，機械 式 續 接 之 品質
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管 制 標準 可 供 借 鏡。日 本在 1980 年代 已 經 有 相當 嚴 謹 的 續 接 器 規 範，
有 日 本 土 木 學 會 的 鉄 筋 継 手 指 針 工 程 [16]與 日 本 建 築 學 會 鉄 筋 混 凝 土 造 配 筋指 針 [17]，兩 者 要 求有 差 異。日 本 鋼 筋 續接 性 能 分 成 FA 級 (耐 高 週 次疲 勞 )、 SA 級 (耐 震 )、 A 級 、 B 級 、 C 級 ， 續接 性 能 與母 材 鋼 筋對 比 關 係 如 表 1-3 所 示。
2007 年 日 本 土 木 學 會 出 版 鉄 筋 定 着 ･継 手 指 針 [22]， 日 本 國 土 交 通 省 頒布 建築 物 の 構 造 関係 技 術 基 準 解 説 書 [23]， 政令 第 73 條 ，鉄 筋 の 継手 及 定 着，內 容 與 土木 學 會 一 致，此 後 日本 土 木 與 建 築 工 程鋼 筋 續 接性 能 要 求 趨 於 一 致，刪 除 FA 級，留下 SA 級、 A 級、 B 級 、 C 級 共 四 級 。 表 1-4 是 日 本 鋼 筋 續 接 性 能 判 定 基 準 ， 試 驗 名 稱 及 加 載 程 序 與我 國 規 範 不 盡 相 同，我 國早 期 的 土 木 401-86 附 錄 乙 [5,6]之續 接
2007 年 日 本 土 木 學 會 出 版 鉄 筋 定 着 ･継 手 指 針 [22]， 日 本 國 土 交 通 省 頒布 建築 物 の 構 造 関係 技 術 基 準 解 説 書 [23]， 政令 第 73 條 ，鉄 筋 の 継手 及 定 着，內 容 與 土木 學 會 一 致，此 後 日本 土 木 與 建 築 工 程鋼 筋 續 接性 能 要 求 趨 於 一 致，刪 除 FA 級，留下 SA 級、 A 級、 B 級 、 C 級 共 四 級 。 表 1-4 是 日 本 鋼 筋 續 接 性 能 判 定 基 準 ， 試 驗 名 稱 及 加 載 程 序 與我 國 規 範 不 盡 相 同，我 國早 期 的 土 木 401-86 附 錄 乙 [5,6]之續 接