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混凝土構造物耐久設計指針(案)〔78〕

混凝土劣化的化學原因

3.2 日本規範

3.2.2 混凝土構造物耐久設計指針(案)〔78〕

混凝土構造物耐久設計指針為日本土木學會出版,其中提到設計混 凝土構造物時,除了檢核一般的使用性外,也須檢核構造物在承受施工 中及使用中的載重情況時,是否具有安全性,以及在使用期限中,構造 物是否具有充分的耐久性等。在檢核這些使用性及安全性時,則必須依 據土木學會出版之混凝土標準規格書(設計篇)中詳細的規定。但是,在 檢核耐久性方面,對於特別要求高耐久性的混凝土構造物,以及受到鹽 害或凍融作用等嚴苛環境下建造的混凝土構造物,則可依據此規範中一 般的耐久設計標準規定。

此規範共有本文及附錄兩大部分。本文共有五章,各章均有條文與 詳細的解說。附錄共有六篇,如下所示:

1. 混凝土構造物耐久設計計算例

2. 混凝土構造物耐久設計指針(試案)及耐久指數計算例 3. 各種鋼筋混凝土構造物的耐久設計例

4. 使用電腦進行鋼筋混凝土構造物的耐久性評估 5. 耐久性指數的意義

6. 耐久年限與混凝土構造物的耐久設計

本文部分第一章為總則,說明此規範為對具高耐久性及在嚴苛條件 下所建造之混凝土構造物的耐久性,進行耐久設計時的一般標準指標。

此規範的適用範圍,是針對新建混凝土結構物的設計方法。並未提出在 既設結構物的補修或補強時的耐久性診斷,以及剩餘使用壽命的預測等 內容。在第一章的解說中說明此規範內容,主要是針對鋼筋混凝土及預 力混凝土在耐久設計上的基本方針,而且此規範也適用於鋼骨鋼筋混凝 土方面。但是,若只依據此規範內容,並不十分充分,無論如何,仍希 望能善用此規範宗旨,依實際狀況進行設計。

第二章為耐久性的檢核,此章中提出一定量化的耐久性檢核式:

Tp = Sp(3.1)

Tp:構件各部分的耐久指數 Sp:環境指數

式(3.1)乃利用比較耐久指數 TP與環境指數 SP的大小來檢核構造 物構件各部份的耐久性的方法。所需檢核之構造物構件各部份,是指所 有可能出現耐久性問題的部分。若所有檢查部分之耐久性檢核全數合格

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的話,可研判為具耐久性之構造物。另對於明顯較耐久的部位,理所當 然可以省略此項檢核。在第二章的解說中提到,耐久性的評估是獨立 的,其結果並不會受到使用性及安全性的檢核方法影響。欲定量化評估 耐久性,實際上相當不易,此規範中依據目前的實際經驗與研究成果進 行評估,但藉由今後研究的進步,必能改善評估結果之準確性。

第三章為環境指數,此章具體說明如何定量計算環境指數。主要在 考量構造物的環境條件及需求的耐久年限後,利用計算式(3.2)求出環 境指數 Sp。

Sp=So+Σ(△Sp)(3.2)

So:標準環境條件下的環境指數值

△Sp:受到嚴重的鹽害或凍融作用之環境條件下環境指數的增分值 在決定 So 值時,需考慮到若要建造 50 年耐久年限的混凝土構造物 時,通常So 為 100。但耐久年限特別長時,或相對地特別短時,應增減 So 值,以符合各耐久年限所需。在決定△Sp 時,需考慮到若構造物暴 露於嚴重鹽害作用或凍融作用的環境下,或暴露於較一般情況更為惡劣 的環境下,欲建造五十年耐久年限的混凝土構造物時,必須如表 3-34 考量環境指數的增分值△Sp 後,再設定環境指數 Sp。但耐久年限特別 長時,或相對地特別短時,應增減△Sp 值,以符合耐久年限所需。

表 3-34 混凝土結構物耐久性指針(案)環境指數的增分值△Sp 環 境 條 件 △Sp

受鹽分嚴重影響 10∼70

受凍融作用嚴重影響 10∼50

第四章為耐久指數,此章說明如何定量計算環境指數。主要在考量 設計作業、構件的形狀、補強材種類、補強材詳細內容、設計圖、設計 裂縫、特別模版、表面防護工、混凝土材料品質、混凝土品質、混凝土 工、鋼筋工、模版工、支撐工,以及 PC 相關補充事項後,計算耐久指 數 Tp。通常依據下列計算式(3.3)求出耐久指數 Tp。

Tp=30+ΣTp(I,J)(3.3)

Tp(I,J)為定量評估構造物耐久性的耐久性重點指數,且依據表 3-35 及此規範中第五章所述求出此數據。

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