附錄 A 混凝土結構技術規範(草案)
8.11 相當構架法 解說:
版系統分析指出,版、梁及柱之相對勁度影響重力載重下之彎矩傳遞大小,但只有在有限的範圍內。對於典型 版配置,介於表8.10.4.2 中無束制與完全束制邊界情況之二者值間,符合實際之上限值為 0.3Mo。
8.10.8 含梁版系統之因數化剪力
8.10.8.1 支承間之梁應承受依表 8.10.8.1 比例分配之剪力,由圖 8.10.8.1 分配面積上之因數化載重所引致。
表8.10.8.1 梁承受剪力之比例
αf1 ℓ 2 / ℓ 1 分配係數
0 0
≥1.0 1.0 註:其中間值以線性內插法求之。
圖8.10.8.1 內梁承受剪力之分配面積 解說:
計算在內梁上剪力之分配面積如圖8.10.8.1 所示。若梁勁度 αf1 ℓ 2/ℓ1小於1.0 時,梁剪力可依線性內插法求算之,
在此情況下,梁不會將全部的剪力傳遞至柱。其餘之剪力會在該柱周圍之樓版引致剪應力,宜按第8.10.8.3 節要 求,以平版方式檢核。第8.10.8.1 至 8.10.8.2 節中之規定並不適用於梁扭矩之計算,這些扭矩應以作用於梁側之 撓曲彎矩為依據進行計算。
8.10.8.2 除按第 8.10.8.1 節規定計算之剪力外,梁應承受直接作用於梁上之因數化載重,包括在版上與版下之 梁身重量。
8.10.8.3 計算版之需求剪力應可按第 8.10.8.1 節規定之支承梁上載重分配計算之。格版內應提供剪力強度以承 受總剪力Vu。
8.11 相當構架法 解說:
相當構架法主要將三維之版系統以一系列之二維構架作替代,並就二維構架面內受力情形分析之。於構架重要 設計斷面上所求得之正負彎矩,可依照第8.10.5 節 (柱列帶)、第 8.10.5.7 節(梁) 及第 8.10.6 節 (中間帶) 之規定
分配到版斷面上。相當構架法係基於Corley 等人 (1961)、Jirsa 等人 (1963)及 Corley 與 Jirsa (1970) 之研究報告。
ACI 318 1989 年版規範之解說 R13.7 節對相當構架法有更詳細說明。
8.11.1 通則
8.11.1.1 雙向版系統中版及其支承構材之斷面,由相當構架法分析求得設計彎矩與剪力,其分析應根據第 8.11.2 至8.11.6 節之規定。
8.11.1.2 活載重應依第 6.4.3 節之規定配置。
8.11.1.3 應可將金屬柱冠對勁度、抵抗彎矩與抵抗剪力之貢獻計入。
8.11.1.4 柱與版因軸力引致之長度變化與因剪力引致之撓度應可不計。
8.11.2 相當構架
8.11.2.1 雙向版結構應以縱向與橫向柱列線上之相當構架模擬。
8.11.2.2 每一相當構架應由一列柱或支承,與其兩側格版中線間之版梁帶所組成。
8.11.2.3 鄰接且平行格版外緣之構架應取格版外緣與相鄰內側格版中線間之部分。
8.11.2.4 柱或支承應假設為扭力構材垂直於計算彎矩跨度方向連接於版梁帶,此扭力構材係延伸至柱兩側格版 中心線。
8.11.2.5 每一相當構架應可整體作分析。另者,對於重力載重,應可在柱遠端假設固接的條件下獨立分析各樓 層或屋頂層。
8.11.2.6 當版梁作獨立分析計算某一支承處之版梁彎矩時,應可假設版梁離該支承處至少兩格版外之支承為固 接,惟版在假設固接支承處外為連續。
解說:
相當構架應用於一規則結構可參閱圖 R8.11.2。三維建築物可以用一系列之柱或支承中心線為中心、並與建築 物等高之二維構架 (相當構架) 模擬,每一相當構架之寬度則以相鄰格版之中心線為界。全棟樓版系完整分析,
應包括縱向、橫向之內、外一系列之相當構架分析。
相當構架包括三個部分:(1) 水平版帶,含與構架方向相同之梁;(2) 柱或其他垂直支承構材,含版上及版下 部分;以及 (3) 傳遞水平與垂直構材間彎矩之結構構件。
圖R8.11.2 等效構架之定義 內等效構架
外等效構架
8.11.3 版梁
8.11.3.1 由柱中心至柱面、托架面或柱冠面間版梁之慣性矩應假設等於在柱面、托架面或柱冠面間版梁之慣性 矩除以 (1 c2 / ℓ2)2;其中c2及ℓ2是由設計彎矩跨度方向之橫向作量測。
解說:
相當構架中之支承係指柱、柱冠、托架或牆,但不包含梁。
8.11.3.2 版梁慣性矩沿軸向之變化應予考慮。
8.11.3.3 除接頭或柱冠外,版梁之斷面慣性矩應可使用混凝土總斷面計算。
8.11.4 柱
8.11.4.1 在接頭處,由版梁之頂面至底面間之柱斷面慣性矩應假設為無限大。
8.11.4.2 柱斷面慣性矩沿軸向之變化應予考慮。
8.11.4.3 除接頭或柱冠外,柱任一斷面之慣性矩應可使用混凝土總斷面計算。
解說:
柱勁度乃根據上層與下層版半厚面高程間之長度作為柱長推算之。柱斷面慣性矩乃依柱之橫斷面推算,若有柱 冠則應考慮增加其慣性值。
若版梁就重力載重部分作獨立分析,其等效柱之概念可使用結合版上下柱、版梁勁度及扭力構材之合成構件。
柱之柔度可作修正,以考慮版柱接合部因扭矩撓度降低彎矩傳遞效率。等效柱,由版梁實際上、下柱與接於柱兩 側延伸至相鄰格版中心線之扭力構材所組成,可參閱圖R8.11.4。
圖R8.11.4 等效柱 (柱與扭力構材)
8.11.5 扭力構材
8.11.5.1 扭力構材應假設其全長為均等斷面,並具(a)至(c)之最大值:
(a) 版寬等於設計彎矩方向之柱寬、托架寬或柱冠寬。
(b) 在整體澆築或完全合成之構造中,(a)項所指之版應含橫向梁突出版頂及版底部分。
根據各種版形式 (Corley 等人 1961;Jirsa 等人 1963;Corley 與 Jirsa 1970) 之三維分析,扭力構材之近似勁度 可用下式計算:
計經驗獲知,在符合限制條件情況下,依式(8.10.3.2)計算之總因數化靜力彎矩可作為設計依據。
8.11.6.6 符合式(8.10.2.7a)者,應可按第 8.10 節中直接設計法之規定分配臨界斷面處之彎矩於柱列帶、梁及中 間帶上。
第九章 梁
9.1 範圍
9.1.1 本章係用於設計預力及非預力梁,包括:
(a) 合成梁中之混凝土構件,該構件分開施築,但結合成一體共同承受載重;
(b) 依照第 9.8 節規定之單向格柵小梁系統;
(c) 依照第 9.9 節規定之深梁。
解說:
本章不涵蓋鋼-混凝土構造的合成梁設計,此類合成梁設計規定於AISC360 中。
9.2 通則