第五章 分析方法與設計案例
第二節 設計案例
為 STKR400 之 RHS 100×100×4、STKR490 之 RHS 200×100×9 及 RHS 100×100×6。所採用之混凝土強度為 fc 280kgf cm2。分析採用之載重組合
上述樓版跨度一半之淨載重乘以等值加速度,可得到水平剪力強度需求為 0.872 tf。
根據彎矩強度需求 3.9 tf-m 並以寬度 140 cm、厚度 19 cm 之斷面承擔之,
可求得所需鋼筋量為 9.18 cm2,換算成單位樓版寬度所需鋼筋量得到 6.56 cm2/m,配置於樓版端部上、下層。垂直剪力強度需求為 0.41 tf,臨界斷面在 樓版與牆之交接處,由於水平鋼管之存在,因此樓版垂直剪力強度不宜採用 撓曲剪力強度計算,宜採用剪力摩擦之方式檢核之,水平剪力傳遞鋼筋量
vf n y
A V f [8],其中V 為剪力需求,n 0.75,鋼筋降伏應力 fy 2.8 tf/cm2, 摩擦係數 0.7,取 1.0,求得所需剪力摩擦筋量為 0.277 cm2,換算成單 位長度所需鋼筋量,並將所需鋼筋量平均分配於上、下層鋼筋,得到所需鋼 筋量為 0.10 cm2/m。水平剪力之傳遞可以考慮簡易接頭螺栓之貢獻,兩顆螺栓 之水平剪力設計強度為 9.98 tf,而所需剪力強度為 0.872 tf,因此不需額外配 置鋼筋。總計,樓版上、下層各需配置 6.66 cm2/m 之鋼筋。
表 5.1 載重組合表
圖 5.1 鋼管骨架配置示意圖
(資料來源:本研究製作)
圖 5.2 建築圖、結構圖與分析模型之示意圖
(資料來源:本研究製作)
開 口
僅計無開口牆 面之強度貢獻
等值模擬
(a) 結構剖面圖示意圖 (b) 構架分析模型示意圖
開 口
(a) 外力由左側加載
(b) 外力由右側加載
圖 5.3 外力與等值斜撐方向之關係
(資料來源:本研究製作)
(a) 第一層平面 (b) 第二層平面 圖 5.4 案例建築圖
(資料來源:本研究製作)
(c) 第三層平面 (d) 屋突層平面 圖 5.4 案例建築圖(續)
(資料來源:本研究製作)
(e) Y2 剖面 圖 5.4 案例建築圖(續)
(資料來源:本研究製作)
(f) 樓梯剖面 (g) 正立面 圖 5.4 案例建築圖(續)
(資料來源:本研究製作)
(h) 側立面 圖 5.4 案例建築圖(續)
(資料來源:本研究製作)
(a) 地梁內鋼管配置 (b) 第一層 圖 5.5 案例結構平面圖
(資料來源:本研究製作)
(c) 第二層 (d) 第三層 圖 5.5 案例結構平面圖(續)
(資料來源:本研究製作)
(e) 屋頂層 (f) 屋突層 圖 5.5 案例結構平面圖(續)
(資料來源:本研究製作)
(a) X1 構架 (b) X2、X3 及 X4 構架 圖 5.6 案例結構立面圖
(資料來源:本研究製作)
(c) X5 及 X6 構架 (d) X7 構架 圖 5.6 案例結構立面圖(續)
(資料來源:本研究製作)
(e) X8 構架 (f) X9 構架 圖 5.6 案例結構立面圖(續)
(資料來源:本研究製作)
(g) X10 構架 (h) Y2 及 Y3 構架 圖 5.6 案例結構立面圖(續)
(資料來源:本研究製作)
(i) Y1 構架
(j) Y4 構架
圖 5.6 案例結構立面圖(續)
(資料來源:本研究製作)
圖 5.7 分析模型 3D 示意圖
(資料來源:本研究製作)
(a) 一樓
(b) 二樓
(c) 三樓
圖 5.8 分析模型平面圖
(資料來源:本研究製作)
(d) 屋頂
(e) 屋突
圖 5.8 分析模型平面圖(續)
(資料來源:本研究製作)
(a) 構架 Y1 (b) 構架 Y2
(c) 構架 Y3 (d) 構架 Y4 圖 5.9 分析模型構架立面圖
(資料來源:本研究製作)
(e) 構架 X1 (e) 構架 X2 (f) 構架 X3
(g) 構架 X4 (h) 構架 X5 (i) 構架 X6 圖 5.9 分析模型構架立面圖(續)
(資料來源:本研究製作)
(j) 構架 X7 (k) 構架 X8 (l) 構架 X9
(m) 構架 X10
圖 5.9 分析模型構架立面圖(續)
(資料來源:本研究製作)
(a) 上視
(b) 剖面
圖 5.10 樓版與牆面之關係
(資料來源:本研究製作)