第一章 SRC 構造之特色
鋼骨鋼筋混凝土（Steel Reinforced Concrete，SRC）構造設計之目標在於有效的 結合鋼骨（S）與鋼筋混凝土（RC）兩種構造，使它兼具這兩種構造的優點。一個 經過細心設計的 SRC 構造，不但可以同時享受到 S 與 RC 的好處，更可以運用這兩 種構造「互相截長補短」，達到更安全與經濟的目標。
自從「九二一大地震」之後，台灣民眾對建築物耐震能力與安全性的要求大幅 提高，政府相關部門更是十分重視此一問題。近年來在國內新增的建築中，SRC 構 造所佔的比例明顯增加，顯示這種新型的建築構造日益受到一般民眾的歡迎。表 1 顯示自 1996 年至 2002 年，內政部營建署統計國內 SRC 建築申請使用建築執照之總 樓地板面積的統計資料。在這七年之間，每年新增 SRC 建築之樓地板面積佔全國新 增建築總樓地板面積的比例，由 1996 年之 6.6 %逐漸提升至 2002 年的 20.1%。
1.1 科技來自人性
筆者於 2000 年擔任交通大學土木系主任時，曾經在土木系的網頁上寫下這樣的 句子與青年學子們互相勉勵：
….. 試想，當工程師們的作品（建築或橋樑……等）成為畫家、攝影師 捕捉的對象時，他們的生命便活起來了﹗
….. 也許我們擁有一流的的科技與研究水準，我們希望以 21 世紀的高科 技，讓土木工程從舊傳統中獲得新生命。
….. 然而，科技的發展絕不可以忽略『人文精神』的重要性，因為科技 與人文可以相輔相成。
…..『人文精神』除了賦予工程師的作品生命的光輝，更重要的是：圓滿 了他的『創作靈魂』﹗
….. 因此，誠摯呼籲青年學子們：『要做科技人，先做文化人』。當我們 熱衷追求高科技時，切莫忘記提昇『人文素養』，因為『科技始終來 自人性』﹗
如今再次讀到這些句子，筆者仍然深刻的感受到『人文精神』對工程師們的重 要性，因此也願意提出來與更多的朋友們分享。
第一章 SRC 構造之特色
1.2 SRC 優生學
優生學的目標在於結合不同的個體以產生更優良的下一代或新品種，其主要的 作法是經由擷取被結合者各自的優點，讓優點儘可能充份發揮出來，並藉以彌補原 本個體的缺點。
以一般鋼筋混凝土(RC)構造為例，雖然混凝土具有良好的抗壓強度，但是它的 抗拉強度卻很低(大約只有抗壓強度的10%)，因此聰明的人類運用優生學的概念，利 用具有良好抗拉強度的鋼筋來彌補混凝土抗拉強度不足的缺點，以產生更優良的新 品種，並稱之為「Reinforced Concrete」。值得注意的是英文 Reinforced Concrete中 的 Reinforced 是「補強」的意思，亦即用鋼筋來補強混凝土抗拉強度的不足。所以
「RC」 的本意應該是「補強混凝土」，而非「鋼筋混凝土」。因為廣義的來說，
「Reinforced Concrete」可以採用任何具有補強混凝土抗拉強度不足的材料來與混凝 土共同搭配（例如高拉力纖維材料等），而非一定要用鋼筋來補強才可以。
相對RC構造而言，SRC構造更向前邁進一大步，它巧妙的結合鋼骨(S)與鋼筋混 凝土(RC)兩種構造，使得它可以兼具S與RC這兩種構造的特性與優點。圖1顯示一組
「結合之前」的SRC梁柱構材元件示意圖，包含鋼骨、鋼筋與混凝土三大部份。
依專業的觀點，SRC 構造可以經由適當的設計，將鋼骨與 RC 有效的結合起來，
使它成為一種更優良的結構體。圖 2 顯示鋼骨與鋼筋結合的情形，圖 3 與圖 4 則顯 示兩組「結合之後」的包覆型(Concrete-Encased) SRC 柱與 SRC 梁或鋼梁相接之示 意圖，其中圖 3 採用包覆十字型鋼骨 SRC 柱，圖 4 則採用包覆填充型鋼管 SRC 柱。
另一方面，設計者亦可選擇不採用包覆型 SRC 柱，而選用填充型鋼管混凝土柱 (Concrete-Filled Tubular Column，CFT)，圖 5 與圖 6 分別顯示矩形及圓形鋼管混凝 土柱與鋼梁相接之情形。再者，對於建築構架之邊柱，設計者亦可考慮如圖 7 所示 包覆 T 字型鋼骨 SRC 柱之組合。
從優生學的觀點而言，我們可以比喻說：「一個經過『適當設計』的 SRC 構造，
就像是 S 構造與 RC 構造結婚之後所生的『優生寶寶』。」換言之，一個細心設計 的 SRC 構造，不但可以享受到 S 構造與 RC 構造的優點，更可以充分利用這兩種構 造「互相截長補短」，以達到更安全與更經濟的雙贏目標。不過，反觀一個未經用 心設計的 SRC 構造，不但可能沒有享受到 S 構造與 RC 構造的優點，反而可能弄巧
第一章 SRC 構造之特色
成拙衍生出更多的問題。因此，如何能夠設計出「SRC 優生寶寶」而不是 SRC 低能 兒，實在是一個成功的 SRC 構造設計者所欲努力達成的目標。
對設計工程師者而言，值得謹記在心的 SRC 構造設計精髓在於：「巧妙的結合 S 構造與 RC 構造，有效的發揮 S 與 RC 的優點，並且讓 S 與 RC 儘可能互相彌補各 自的缺點。」
1.3 SRC 構造之優點
由於 SRC 構造具有許多建築需求與力學功能方面的優點，因此逐漸受到業主、
建築師、土木與結構技師的青睞。相對於一般鋼骨(S)構造與鋼筋混凝土(RC)構造而 言，SRC 構造的主要優點可以摘要說明如下：
(一) SRC 構造相對於一般鋼骨(S)構造：
1. 一般鋼骨建築的梁柱勁度相對較低，SRC 建築的梁柱勁度較大，可以彌補 這方面的不足。
2. 台灣人口高度集中於都會區，高層集合住宅逐漸增多。若以 SRC 柱取代純 鋼柱，可以有效增加建築物的勁度，減少大樓側向位移。
3. 相對於純鋼柱，SRC 柱利用混凝土抗壓的優點，提高柱的抗壓能力，有助 於降低成本，並可減少超厚鋼板的使用，減少發生銲接缺陷的機率。
4. 包覆鋼骨的混凝土可以成為良好的防火被覆，也可進一步降低成本。
5. 包覆鋼骨的混凝土可有效的減少鋼骨發生局部挫曲。
(二) SRC 構造相對於一般鋼筋混凝土(RC)構造：
1. 對高層集合住宅而言，採用 SRC 柱取代傳統 RC 柱，能夠減少柱斷面積，
增加實際可用空間。
2. 對辦公大樓而言，若採用鋼管混凝土柱，可在不增加柱斷面積的情況下，
提高柱的抗壓強度與建築物之勁度，非常經濟有效。
3. 若採用鋼管混凝土柱，鋼管亦是澆注混凝土時的模板，並可以提供混凝土 良好的圍束效應，提高混凝土的抗壓能力。
4. 相對於傳統 RC 構造，SRC 構造可以減少混凝土使用量，亦即有助於減少 砂石開採對環境生態的破壞。
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1.4 設計與施工可行性
SRC 構造因同時有鋼骨與 RC 存在，若完全依照一般鋼構造或 RC 構造來設計，
將可能導致部分地方無法施工或達不到預期之設計目標。例如在 SRC 構造中若考慮 到鋼骨周圍之主筋、箍筋等因素，則鋼骨之混凝土保護層常需達 10 公分以上。SRC 構材之鋼骨與鋼筋應有適當之混凝土保護層，鋼筋與鋼骨之間亦應保持適當之間 距，以利混凝土之澆置及發揮鋼筋之握裹力。此外，在 SRC 梁柱接頭處，鋼骨的存 在使得鋼筋的配置更形複雜，也可能衍生出混凝土填充性等問題。
為確保工程品質，設計者在進行 SRC 構造設計時，應詳細考慮設計結果之施工 可行性，以免發生窒礙難行之情形。設計者在決定 SRC 構造中鋼骨與鋼筋之關係位 置時，應針對構材續接處、梁柱接頭等較複雜處繪製詳圖，檢核鋼筋配置及混凝土 澆置是否有困難，以確保 SRC 構造從設計到施工的落實。
有鑒於 SRC 構造品質的提昇必須仰賴於合理的構造細則（特別是配筋方面），
因此我國 SRC 規範乃特別注意明確規定 SRC 構造中相關之配筋細則，以避免不合 理的鋼筋配置損害 SRC 構造之安全性。有關 SRC 梁與柱斷面之配筋細則，我國 SRC 規範在 4.3、4.4、4.5 與 4.6 節中有詳細之規定，設計者應予注意，避免設計出不合 理或難以施工的斷面。
有關 SRC 構材之配筋，設計上應考慮下列各項因素：(a) 力學上之特性，(b) 混 凝土之填充性，(c) 鋼骨及鋼筋之接合及配筋之順序，(d) 結構體之耐久性及耐火 性，(e) 梁柱接頭處主筋之連續性與施工可行性。
此外，在鋼骨斷面設置鋼筋貫穿孔會造成鋼骨面積減少，使鋼骨強度降低，故 設計者應於配置鋼筋貫穿孔之前評估其可行性，且鋼骨之開孔應事先在工廠內加工 完成。再者，設備管線於梁上設置貫穿孔將減低梁之強度及剛性，故結構、設備各 負責人應充分協調溝通尋求最合理之管線通路。若設計所需要之強度大於開孔處之 強度，則應於開孔處進行適當之補強。
另一方面，為確保 SRC 構造於施工期間之安全性，施工過程中所產生之應力及 變形應加以適當考慮。施工應力若由鋼骨單獨承受時，施工期間之載重及外力須依 實際情況評估結構體之安全性。再者，設計者應考慮施工過程中混凝土硬化之前結 構的強度及穩定性是否足夠，以避免發生意外。