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結構系統與載重傳力路徑

附錄 A 混凝土結構技術規範(草案)

4.4 結構系統與載重傳力路徑

4.4.1 結構系統應包括(a)至(g)之可適用項目:

(a) 樓版構造及屋頂構造,包括單向版及雙向版 (b) 梁及小梁

(c) 柱 (d) 牆 (e) 橫膈版 (f) 基礎

(g) 接頭、接合部及錨栓,能從一個元件傳遞力量至另一個元件 解說:

混凝土結構設計之發展已從注重個別構材設計演變為整體系統之結構設計。結構系統包括結構構材、接頭及接 合部,各自扮演特定角色及功能。一個結構構材可能屬於一個或多個結構系統,在每個結構系統中承擔不同角色,

並需符合所在結構系統之所有細節要求。接頭及接合部為相交構材之共同位置或為用來連接兩構材之項目,但構 材、接頭及接合部之區別,可由結構模擬方式決定。全章中“構材”一詞,通常是指“結構構材、接頭及接合部”。

雖然本規範係以結構系統由上述構材組成之考量下撰寫,但並非所有結構構材類型都可用於所有建築結構系 統,所以有許多替代組合亦為可行。一個特定專案採用之構材類型,及此構材類型扮演之角色,由設計者制定,

以符合本規範之要求。

4.4.2 第 4.4.1 節中之結構構材設計,包括接頭及接合部,應符合第 7 章至第 18 章之規定。

解說:

在各結構構材類型之章節中,需求係遵循相同程序與範疇,包括一般需求、設計限制、需求強度、設計強度、

鋼筋限制、鋼筋細節及其他對此構材類型之特別需求等。

4.4.3 若結構系統符合第 1.10.1 節規定且獲得同意,則設計之結構系統中包括不符第 4.4.1 節及第 4.4.2 節規定 之結構構材,亦可被接受。

解說:

某些材料、結構構材或系統即使不被本規範慣例規定所認可,但若能符合本規範規定之目標,仍可被接受。第 1.10.1 節乃概要說明不同材料與系統取得同意之程序。

4.4.4 結構系統須設計抵抗第 4.3 節載重組合中之因數化載重,而不超過構材適當設計強度,該強度乃考慮從載 重施力點或起源至抵抗力終點下之一個或多個連續傳力路徑。

解說:

設計宜基於構材及接合部之設計強度,不小於沿傳力路徑傳遞載重之需求強度。設計者可能需要研究一個或多 個不同路徑,以辨認各傳力路徑序列組成元素之弱點。

4.4.5 結構系統須設計以容納預計之體積變化及差異沉陷。

解說:

柱與牆受潛變與收縮之影響、長屋頂與樓版系統受潛變與收縮之限制、預力造成之潛變、溫度變化造成之體積 變化以及體積變化對支撐構材可能造成之損壞,宜於設計中考慮,鋼筋、間隙封條或伸縮縫為容納此種影響之一 般方法。最少收縮與溫度鋼筋對於許多一般規模與暴露混凝土結構,可控制開裂至可接受程度。

差異沉陷或隆起可能是設計上重要之考量,惟對於大地工程專業建議有關差異沉陷及隆起所允許標稱值,通常 未納入一般建築結構之設計載重組合中。

4.4.6 地震力抵抗系統

4.4.6.1 各結構所在之震區應依內政部頒布之「建築技術規則」及「建築物耐震設計規範及解說」規定。

解說:

規範中要求結構物須進行耐震設計。耐震設計與地震危害度、土壤類別、居住者及建築使用有關。耐震設計係 由內政部頒布之「建築技術規則」及「建築物耐震設計規範及解說」」決定,並非由本規範決定。

4.4.6.2 結構系統為地震力抵抗系統之一部分時,應限定由內政部頒布之「建築技術規則」及「建築物耐震設計 規範及解說」所指定之系統。

解說:

建築技術規則建築構造編第四十二條,抵抗地震力之結構系統分為:(一) 承重牆系統、(二) 構架系統、(三) 抗彎矩構架系統、(四) 二元系統。

4.4.6.3 耐震結構物除須符合本規範相關規定外,尚須符合第 18 章之規定。

解說:

第18 章內容依據地震力抵抗系統的使用所適用之規定。

4.4.6.4 結構構材假設為不屬於地震力抵抗系統之一部分時,結構設計應考慮並納入該結構構材對系統反應之影 響,以及對該結構構材之損害結果,並應滿足第18 章之適用規定。

解說:

結構構材未考慮為地震力抵抗系統之一部分時,仍需設計以承受建築物對地震反應之位移與力量。

4.4.6.5 非結構構材之影響應依第 18.2.2.1 節之規定予以考量,另亦應考慮非結構構材之損害結果。

解說:

雖然非結構構材受地震影響之設計不在本規範範圍內,但耐震結構物其非結構構件對結構行為之可能負面影響 宜予考慮。例如過去案例中,因非結構構件與結構系統之互制,形成短柱效應,造成結構構材於地震過程破壞及 某些結構物崩塌。

4.4.7 橫膈版

4.4.7.1 如樓版或屋頂版等橫膈版應同時承擔面外重力與面內水平橫力,並依第 4.3 節規定之載重組合設計。

4.4.7.2 橫膈版及其接合部組合之構材,應被設計為可於橫膈版及組合構材間傳遞力量。

解說:

樓版和屋頂版扮演雙重任務,在其自身平面橫膈版上同時承擔重力與傳遞側向力。第 12 章提供橫膈版之一般 要求,其解說則描述橫膈版之任務,第18 章提供耐震設計之附加要求。

4.4.7.3 橫膈版及其接合部應設計提供對垂直、水平及斜構件之側向支撐。

4.4.7.4 橫膈版應設計能抵抗由土壤、靜水壓力產生之可適用側向載重及由結構分析分配至橫膈版的其他載重。

4.4.7.5 在橫膈版與垂直構件間須傳力時,應配置集力構件。

解說:

所有結構系統宜依照第4.4.4節有完整的傳力路徑,傳力路徑需包括集力構件。

4.4.7.6 地震力抵抗系統一部分之橫膈版,應按承受之載重依據第 18 章予以設計。