混凝土強度與主筋用量之影響

⎣ ⎦………...……….………....…….(4-28) 其中A_hcc為高度圍束區混凝土之截面積，如圖 4.6~圖 4.9 所示。公式（4-28)顯 示，面積折減法所求得之箍筋折減係數主要與混凝土受鋼骨翼板圍束之面積大小 有關，而與材料強度及主筋用量之變化無關。

4.4 設計方法之觀察與比較

本節將提供一系列的 SRC 柱「最小圍束箍筋需求量」之設計例，再以每個不 同設計方法之試算結果作為比較討論之依據，例題中之鋼骨斷面型式包括十字型 與箱型鋼管斷面。試算結果分成四部份探討，第一部分是針對改變「混凝土強度 與主筋用量」所計得之 SRC 柱圍束箍筋用量的比較；第二部分是針對改變「鋼骨 斷面尺寸」所計得之圍束箍筋用量的比較；第三部分則是針對「加大 SRC 柱之全 斷面尺寸」所計得之圍束箍筋用量的比較；第四部分是針對改變「SRC 柱之長度」

所計得之圍束箍筋用量的比較。

根據學者專家座談會議討論的結果(如附錄三所示)，大多數學者專家認為 SRC 柱之圍束箍筋用量計算，以採用 Strength Reduction Approach 設計法最有共識，該 法同時考慮 SRC 柱之鋼骨「分擔軸力」之貢獻及「鋼骨翼板」對混凝土圍束效應 之影響。由於 SRC 柱內部之鋼骨能夠幫忙分擔軸力，使得混凝土所需承受之軸力 變少；此外，鋼骨翼板對混凝土形成一個有效的「高度圍束區」，使得混凝土受到 良好的圍束。因此相較於一般純 RC 柱，SRC 柱之圍束箍筋用量可以適度折減，

對於提昇 SRC 柱的經濟性與施工性有明顯助益。

4.4.1 混凝土強度與主筋用量之影響

表 4.1 與表 4.2 之設計例顯示變化混凝土強度與主筋用量，五種設計方法所計 得之 SRC 柱「最小圍束箍筋需求量」的試算結果。表中之φ_h值為 SRC 柱之「圍束 箍筋用量折減係數 (Hoop Reduction Factor)」，φ_h是指 SRC 柱相對於同尺寸的 RC

柱之「最小圍束箍筋需求量之比值」；若某一設計法求得之φ_h值越小，表示該法之 箍筋用量越經濟。表中設計例題的箍筋均採用#4(D13)，若某一設計法求得之箍筋 間距 S 越大，表示該設計法之箍筋用量越經濟。

由表 4.1 與表 4.2 觀察發現，在相同的 SRC 柱斷面(800×800 mm)與鋼骨斷面 (2H400×250×12×18) 之 情 況 下 ， 當 混 凝 土 強 度 由 f_c^' = 280 kgf / cm² 提 高 至

=

'

fc 350kgf / cm²與主筋用量由 12#8(D25)增加至 12#10(D32)時，箍筋折減係數φ_h 跟著提高，亦即所需用來圍束混凝土之箍筋也要增加。以 AISC–Seismic Provisions (2005)為例，箍筋折減係數由 0.59 提高至 0.65；以 Taiwan SRC Code 為例，箍筋折 減係數由 0.65 提高至 0.70；以 Strength Reduction Approach 為例，箍筋折減係數由 0.62 提高至 0.68。以此類推，當混凝土強度提高與主筋號數增加時，表示 SRC 柱 中之混凝土部分與主筋所分擔之軸力變多，因此箍筋折減係數φ_h跟著提高，即表 示圍束箍筋需求量增多。

另外，經由觀察表中之 Area Reduction Approach 所求得之箍筋折減係數可以 發現，當混凝土強度由 f_c^' =280kgf / cm²提高至 f_c^' =350kgf / cm²與主筋用量由 12#8(D25)增加至 12#10(D32)時，其箍筋折減係數均維持在 0.73。此一現象顯示，

該法所求得之箍筋折減係數主要與混凝土受鋼骨圍束之面積大小有關，而與混凝 土強度及主筋用量之變化無關；反應出 Area Reduction Approach 並未考慮鋼骨分 擔 SRC 柱之軸力對圍束箍筋用量折減的影響。

第四章 RC 柱「圍束箍筋」需求量之檢討 Reduction Factor )

1 AISC Seismic Provisions (2002) 266 6073 5184 70.7 － 931 1618 － 2.54 14.1 0.42

2 AISC Seismic Provisions (2005) 266 6073 5184 70.7 － 931 2254 － 2.54 10.2 0.59

3 Taiwan SRC Code (2004) 266 6073 5184 70.7 － 931 2632 － 2.54 9.2 0.65

4 Strength Reduction Approach 266 6073 5184 70.7 1109 931 2632 62 2.54 9.6 0.62

5 Area Reduction Approach 266 6073 5184 70.7 1109 － － － 2.54 8.1 0.73

註：(1) φ_h為 SRC 柱之「圍束箍筋用量折減係數」，φ_h是指 SRC 柱相對於同尺寸的 RC 柱之「最小圍束箍筋需求量之比值」；若 某一設計法求得之φ_h值越小，表示該法之箍筋用量越經濟。有關各設計法之計算公式，請參閱本文相關章節。

(2) 本例題之箍筋採用#4，A_sh =2×1.27=2.54mm ；若某一設計法求得之箍筋間距 s 越大，表示該法之箍筋用量越經濟。 ² (資料來源：本研究整理)

54 Reduction Factor )

1 AISC Seismic Provisions (2002) 266 6036 5184 70.7 － 931 1826 － 2.54 9.8 0.49

第四章 SRC 柱「圍束箍筋」需求量之檢討

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