第三章 沿街店鋪式住宅設計案例
第一節 沿街店鋪式住宅之設計改善案例
2. 構件設計準則
根據內政部營建署混凝土結構設計規範[9]第十五章，耐震設計之特別規 定設計準則，進行沿街店鋪式住宅案例構件設計，其流程如下。
材料強度 混凝土
(1) 混凝土之 fc'應
210 kgf cm ，此係為了確保構件在非彈性旋轉作用/ 2 下具有足夠之延展性與韌性。(2) 輕質混凝土之 fc'應
350kgf cm ，但若經實驗證明使用輕質混凝土後/ 2 所具之構材強度及韌性等於或超過使用同強度常重混凝土之構材強度 及韌性者，則可採用較高之抗壓強度值。此限制規定是因為目前對於 高強度輕質混凝土之行為瞭解仍有限。鋼筋
(1) 鋼筋之 f 應y
4200kgf cm 。 / 2(2) 出廠實測降伏強度不得超出規定降伏強度 fy達 1200kgf cm 以上。 / 2 (3) 實測極限抗拉強度與實測降伏強度之比值不得小於 1.25。
梁 範圍
撓曲構材主要係承受彎矩之構材，且須符合下列四項規定，如圖 3- 7 所示：
(1) 設計軸壓力P 不超過 u 0.1A f 。 g c' (2) 淨跨距l 不得少於四倍有效梁深。 n (3) 梁寬b 不得小於w 0.3h及25cm。
(4) 梁寬b 不得超過其下支承柱之寬度再加上兩邊外伸長，任一外伸長不w
橫向鋼筋
(1) 閉合箍筋應設置於構架構材之下列部位：
Ⅰ. 受撓構材之兩端由支承構材面向跨度中央 2 倍構材深度之範圍 內。
Ⅱ. 由構架非彈性側向變位所引起撓曲降伏之斷面向兩側各 2 倍構 材深度之範圍內。
(2) 第一個閉合箍筋距支承構材面不得超過 5 cm。閉合箍筋最大間距不得 超過Ⅰ. d/ 4，Ⅱ.最小主鋼筋直徑之 8 倍，Ⅲ.閉合箍筋直徑之 24 倍，及Ⅳ. 30cm。
(3) 在需要閉合箍筋之範圍內，其外周主鋼筋須有橫向支撐。在各角隅處 之主鋼筋及每隔一根主鋼筋，均須以閉合箍筋之轉角或繫筋之彎鉤作 橫向支撐；閉合箍筋之內轉角不得大於 135°；主鋼筋若無前述之箍
筋作橫向支撐者，其與相鄰鋼筋之淨距不得大於15cm。主鋼筋排列
成圓形時，可用完整圓形橫箍。
(4) 在不須配置閉合箍筋之範圍內仍應配置兩端具耐震彎鉤之肋筋，其間 距不得大於 d / 2。
(5) 受撓構材中之閉合箍筋可由一個兩端具有耐震彎鉤之 U 型肋筋及一 根繫筋組成。鉤住同一主筋相鄰各繫筋之 90°與 135°彎鉤應交替排 置。梁如僅一邊有樓版者，繫筋之 90°彎鉤應置於樓版之一側。
(摘自﹝土木 401-100
版﹞規範)
圖 3- 8 幾種適宜之閉合箍筋形式 資料來源：摘自﹝土木 401-100 版﹞規範[9]
剪力強度要求
(1) 受撓構材之設計剪力V 應由構材兩端交接面之可能彎矩強度e Mpr計得 之剪力加上該構材由設計重力載重所產生之剪力。Mpr之方向須考慮 地震反向作用之情況。計算Mpr時，拉力鋼筋之降伏應力應改用至少 1.25 倍 fy，並不得考慮強度折減，亦即1.0。
(2) 於閉合箍筋之範圍內，按上述規定計算地震引致之剪力Mpr1 Mpr2 l
，
若超過設計剪力之半，且包括地震效應之設計軸壓力小於0.05A f ，g c' 則設計其橫向鋼筋時，V 值應假設為零。 c
柱 範圍
適用於承受彎矩與軸力之構材應符合下列條件：
(1) 設計軸壓力P 超過u 0.1A fg c'。
(2) 通過幾何形心量測，斷面之最小尺度不得小於 30cm。 (3) 斷面最小尺度與其垂直尺度之比不得小於 0.4。
柱之最小彎矩強度
(2) 螺箍或圓形閉合箍筋之體積比
度折減，亦即1.0。V 不得小於由結構分析結果所計得之設計剪力。 e
(2) 於距離接頭面l 範圍內，計算地震引致之剪力若超過設計剪力之半，0 且包括地震效應之設計軸壓力小於0.05A f ，則設計其橫向鋼筋時，g c' V c 值應假設為零。
圖 3- 10 柱之剪力設計計算圖 資料來源：摘自﹝土木 401-100 版﹞規範[9]
梁柱接頭 一般要求
(1) 接頭面上梁撓曲拉力鋼筋之應力，應假設為1.25fy。 (2) 接頭之剪力強度折減因數
0.85。(3) 梁縱向鋼筋終止於柱內時，應延伸至柱圍束核心區之另一面，其拉力 筋之錨定應按耐震特別規定，壓力筋之錨定應依一般壓力鋼筋伸展之 規定。
(4) 當梁主筋貫穿梁柱接頭時，若使用常重混凝土，則平行於梁主筋方向
Ve柱剪力 Ve
Pu
Mpr1
Pu Ve lu
之柱尺寸不得小於最大梁主筋直徑之 20 倍，若使用輕質混凝土，則上 述之柱尺寸不得小於最大梁主筋直徑之 26 倍。
橫向鋼筋
(1) 接頭四面皆有構材構入，且每一構材寬度最少為柱寬度之 3/4，則柱 在接頭處最淺構材之深度範圍內，可配置較少之橫向鋼筋，惟其量至 少應為橫向箍筋規定量之半。上述之深度範圍內，規定之橫向鋼筋最 大間距得增至 15 cm。
(2) 若接頭所受之構材圍束未合乎上述規定，則接頭內應依柱之橫向鋼筋 耐震特別規定配置橫向閉合箍筋。
(3) 若梁鋼筋在接頭處未通過柱核心，且未受橫向構入梁之圍束，則在梁 柱接頭處應按依柱之橫向鋼筋耐震 特別規定配置梁之橫向鋼筋，以提 供柱核心外梁鋼筋之圍束。
剪力計算強度
常重混凝土構材接頭之剪力計算強度不得大於下列表 3- 3 規定：
表 3- 3 梁柱接頭之設計剪力強度上限規定 接頭四面皆受圍束 5.3 f Ac' j
三面或一雙對面受圍束 3.9 f A c' j 其他 3.2 f A c' j
若構材構入接頭之一面，其覆蓋接頭面積不小於 3/4 者則該接頭面視為已
受圍束作用。A 為接頭之有效斷面積，為接頭沿剪力方向之柱全深乘以接頭有j
效寬度。接頭有效寬度一般為接頭寬度，但柱寬大於梁寬時，其值不得超過下 列兩者之小值：(1) 梁寬加沿剪力方向之柱全深；(2) 梁中心線至兩柱邊取小值 的兩倍。
圖 3- 11 接頭之有效斷面積 資料來源：摘自﹝土木 401-100 版﹞規範[9]
受拉鋼筋之伸展長度
(1) D10 至 D36 之 90°標準彎鉤鋼筋，其伸展長度l 之規定如下： dh
Ⅰ.常重混凝土：l 不得小於 8dh d 、b 15cm及
0.06 y b' c
f d f
。
Ⅱ.輕質混凝土：l 為(1)之 1.25 倍。 dh
(2) 受拉鋼筋之 90°彎鉤應置於柱或邊界構材之圍束核心中。
(3) D10 至 D36 之直鋼筋，其伸展長度l 之規定如下： d
(4) 在鋼筋底下混凝土一次澆置之深度超過30cm：l 不得小於上述規定長d 度之 3.25 倍。
(5) 在鋼筋底下混凝土一次澆置之深度不超過 30 cm：l 不得小於上述所d 規定長度之 2.5 倍。
(6) 直鋼筋終止於接頭者，應貫穿柱或邊界構材之圍束核心。不在圍束核 心內之任何部份，其直線埋置長度應增長為 1.6 倍。
(7) 若採用環氧樹脂塗布鋼筋，則伸展長度需依規範規定乘上環氧脂塗布
(4) 上下開孔間水平牆段及連接梁之剪力計算強度不得超過 (2.12 fc')A ，cp Acp為所考慮水平牆段或連接梁之斷面積。
短跨連接梁
(1) 結構牆間之連接梁，如其ln <4
h ，准許配置對跨度中點對稱之兩組對角
向鋼筋，用以承擔剪力。
(2) 連接梁如其ln <2
h ，且設計剪力 Vu超過1.06 f A ，應配置對跨度中c' cp 點對稱之兩組對角向鋼筋，除非能証明連接梁勁度、強度喪失後並不 會對結構承載垂直力造成危害，或妨礙逃生，或影響非結構構材及其 與結構體接頭之完整性。
(3) 連接梁配置對跨度中點對稱之兩組對角向鋼筋，應滿足下列條件：
Ⅰ.任一組對角向鋼筋至少應具有四根鋼筋，其由橫向鋼筋外緣算起之 寬度不得少 於bw/ 2，而橫向鋼筋外緣算起之深度不得少於bw/ 5。
Ⅱ.計算剪力強度依下式計算：Vn a 2A fvd ysin
2.65 f Ac' cp。Ⅲ.任一組對角向鋼筋，應配置滿足上述規範規定之橫向鋼筋。為計算 Ag，假設其外具有符合規範要求的最小保護層厚度。
Ⅳ.對角向鋼筋入結構牆之深度，應以受拉鋼筋伸展長度計算之。
Ⅴ.對角向鋼筋應考慮其對連接梁彎矩強度之貢獻。
Ⅵ.平行連接梁縱向與橫向，應至少配置滿足上述規範規定之鋼筋。
圖 3- 12 結構間牆短跨連接梁之韌性設計 資料來源：摘自﹝土木 401-100 版﹞規範[9]