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第五章 柱箍筋需求合理性之探討

第一節 SRC 柱箍筋需求之規定

國內現行於93 年 7 月 1 日由內政部訂定實施之「鋼骨鋼筋混凝土 (SRC)構造設計規範與解說」[10],主要為参採當時美國 ACI 318-02 結 構混凝土設計規範、美國AICS 鋼結構設計規範與日本 AIJ 鉄骨鉄筋混 凝土圍束確實有所貢獻[4,6,8,23-24],此結論有助於合理降低 SRC 柱圍 束箍筋之需求量,對於提昇SRC 柱的施工性與經濟性,有明顯的助益。

目前美國 ACI-318 規範(2008)[11]、AISC- Seismic Provisions for Structural Steel Buildings (2005)[12]與日本 AIJ 規準等設計規範,目前均 未考慮鋼骨翼板寬度變化對SRC 柱核心混凝土之圍束貢獻。

包覆十字型深鋼骨斷面鋼骨鋼筋混凝土短柱耐震行為之研究

於SRC 柱圍束箍筋需求量之設計規定,作一簡要說明,並針對五種不 同的設計規定與新提出設計方法[26],提出相關之比較與討論,以期能 同時考量鋼骨量及鋼骨翼板寬度,對SRC 柱中混凝土之圍束影響,使 得SRC 柱之圍束箍筋需求量,能夠更為合理放寬,並提出相關設計條 文之修正建議,以提供營建署作為研修訂國內「鋼骨鋼筋混凝土(SRC) 構造設計規範與解說」之參據。此五種不同的設計規定與新提出設計 方法之敘述如下:

一、美國ACI-318 結構混凝土設計規範(2008)[11]

二、美國AISC-Seismic Provisions for Structural Steel Buildings(2005)[12]

三、台灣「鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說」(2004)[10]

四、強度折減法(Strength Reduction Approach)(2005)[23]

五、面積折減法(Area Reduction Approach)(2006)[26]

5.1.1 美國 ACI-318 結構混凝土設計規範

美國 ACI-318 設計規範(2008),主要以極限強度設計法,並將鋼 骨斷面轉換成等值之鋼筋量,再依設計鋼筋混凝土構造之方式,進行 SRC 構造之設計。依據 ACI-318 規範對於受壓構材軸向標稱強度之評 估公式為(5.3)式,如下所示:

fc Ag Ast fyAst

Pn 0.850.85    (5.3) 其中:

P 為構件之軸向標稱強度; n

f 

c 為混凝土圓柱試體齡期28 天之抗壓強度;

f

y為鋼材之降伏應力;

A

g為柱構材之全斷面積;

120

A 為鋼骨之斷面積,橫向箍筋內之縱向鋼筋併入st Ast計算。

美國AISC- Seismic Provisions for Structural Steel Buildings (2005) 中,有關包覆型合成柱圍束箍筋之設計要求,主要參採 ACI-318 規範

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5.1.4 強度折減法(Strength Reduction Approach, SRA)

強度折減法最早由翁正強教授[23]所提出,此法考量鋼骨斷面對分 擔SRC 柱軸力之影響,以使得 SRC 柱中混凝土所要承擔之軸力相對降 低,故得以減少圍束箍筋用量,另為考量鋼骨翼板對混凝土圍束之貢 獻,因此建議圍束箍筋量之需求,不得小於下列二式之規定:

122



5.1.5 面積折減法(Area Reduction Approach, ARA)

此法亦為翁正強教授[26]所提出,主要考慮 SRC 柱內高圍束區混

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