第三章 SRC 設計施工實務探討
第三節 SRC 構造梁鋼筋與鋼骨柱續接之設計與檢驗
鋼骨與鋼筋續接之型式與柱的型式及梁的型式有關。圖 3-3.1 所示 為混凝土填充箱型接 SRC 梁之一種接頭型式，其鋼筋經由鋼筋續接器與 梁之鋼骨續接，鋼筋續接器以疊接的方式與鋼骨翼板接合。此種接頭型 式中，箱型柱內在梁鋼骨上、下翼板處僅需各設置一塊橫隔板，鋼筋與 鋼骨翼板所需距離可以縮小，在相同的梁全深下可以使用較深之鋼骨斷 面，如此一方面可以提升鋼骨斷面抗彎矩的效率，一方面可以減少鋼筋 的使用量，既可節省材料也較容易施工，施工品質也較容易控制。又，
鋼筋續接器與鋼骨之銲接在鋼構廠施作，銲接品質容易控制；另，端部 鋼骨翼板需要加寬，這部分的工作也是在鋼構廠施作。鋼筋與鋼骨翼板 亦可直接進行疊接，如圖 3-3.2 所示，不過鋼筋與鋼骨翼板之銲接需在 工地施作，且鋼筋需要使用可銲鋼筋，施工品質控制較複雜。圖 3-3.1 及 3-3.2 所示接頭應注意梁端與柱交接處（註：沒有鋼筋）是否具有足 夠的彎矩強度。
圖 3-3.3 所示為混凝土填充箱型柱與鋼筋混凝土（reinforced concrete，簡稱 RC）梁之接頭，此型接頭使用一小段鋼骨（拱頭）與 RC 梁接合。拱頭主要用來將梁的剪力傳遞至柱，同時也可以藉由拱頭與 鋼筋進行續接。拱頭可以與續接器疊接來與鋼筋續接（如圖 3-3.3 所 示），當梁鋼筋需作雙層配置時，可以採用圖 3-3.3c 所示之方式為之，
惟應注意第二層鋼筋之位置是否具有足夠的銲接施工空間，且第二層鋼
筋應以 2 支為限。拱頭也可以直接和鋼筋作疊接接合進行續接，但為了 避免現場仰銲，不宜使用雙層鋼筋。
圖 3-3.4 所示之梁柱接頭型式，梁鋼筋可經由鋼筋續接器以 T 形接 合進行柱翼板與鋼筋之續接。這種型式的接頭，箱型柱內在鋼筋與鋼骨 翼板的位置皆須設置橫隔板，每個接頭需設置 4 塊橫隔板。考慮施工空 間之需求，橫隔板間之距離需要 100 至 150 mm（以 150 mm 為佳），因此 鋼骨的深度常受到很大的限制而無法有效發揮其強度。一個改善此現象 的可能辦法是將鋼筋與鋼骨翼板配置在相同的高度，如圖 3-3.5 所示，
此種型式的梁斷面需要較大的寬度，但是可減少橫隔板的數量，也可以 提升鋼材發揮彎矩強度的效率。
使用雙 H 型鋼 SRC 柱時，若柱翼板較寬，梁鋼筋也可以經由續接器 以 T 形接合和柱翼板續接，如圖 3-3.6 所示。此型梁柱接頭需要有較寬 的柱翼板，但是柱翼板也不可以過大而影響到雙 H 型鋼內連續板之施 工，一般柱翼板端之距離 W 需要 150 mm 以上，如圖 3-3.8a 所示。相同 的鋼筋續接方法也可以使用在混凝土填充箱型柱與 RC 梁之接頭（如圖 3-3.7 所示），此種接合需要考慮剪力的傳遞，一般以剪力釘為之。經由 鋼筋續接器 T 型接合與鋼骨續接之方式，也可以讓鋼筋直接以 T 形接合 與柱翼板續接，如圖 3-3.8 所示（對應於圖 3-3.4）。
上述接頭中，鋼筋與鋼骨之續接不外以疊接接合或是 T 形接合為 之，這兩種接合的設計、施工及檢驗時應該注意之事項在後面章節說明 之。
一、疊接接合之設計與施工要點 1.鋼筋與鋼骨疊接
鋼筋與鋼骨疊接接合需要使用可銲鋼筋，如 CNS SD420W 及 SD280W 等鋼筋。鋼筋與鋼骨的疊接一般以喇叭形單邊開槽銲道
（flare-bevel-groove welds）為之，如圖 3-3.9a 所示，銲道與鋼
道端部 20 mm 內起弧或收弧，圖 3-3.11 所示之銲條移動路徑可以避 免在銲道端部起弧或收弧。在進行銲接之前，一般鋼筋先以點銲固定 位置，鋼筋點銲絕大部分會造成缺陷，因此點銲應在銲道中間部分（如 圖 3-3.11 所示）施作，然後在進行實際銲接時將點銲蓋過，抹除點 銲造成之缺陷。
當鋼筋的銲道並排排列時，鋼筋之間距應至少 90 mm（如圖 3-3.12a 所示），否則有些鋼筋的第一道銲道（圖 3-3.9b）不容易施 作，很容易造成熔透不足的現象。當鋼筋間距不足時，應將鋼筋交錯 排列，（如圖 3-3.12b 所示）。並採用適當的銲接順序，以圖 3-3.12b 為例，先銲中間鋼筋後銲兩側鋼筋。
2.鋼筋續接器與鋼骨疊接
鋼筋續接器與鋼骨疊接時，續接器需要使用可銲鋼材製作，此種 續接器本文稱為臥式續接器。照片 3-3.1 所示為實際工程上常見的鋼 筋續接器與鋼骨之疊接方式。鋼筋續接器的長度不到 60 mm，續接器 的尾端有一圓形開孔（這是續接器一般的加工方式會存在的），由於 銲道很短，因此銲道尺寸很大。這種型式的設計與施工方法，發現有 如下的問題：（1）銲道尺寸過大，造成續接器銲接後產生變形，影響 續接器續接的性能；（2）銲接時沒有將續接器尾端開孔封住，讓銲接 噴濺物或其他雜物進入續接器內，影響鋼筋續接器之續接。照片 3-3.2 所示鋼筋續接器是一個因銲接變形而造成續接器續接性能下降的例 子，原來通過 SA 級（續接器續接等級之相關規定詳文獻[24]）的續 接器續接，在使用到臥式續接器續接時，由於續接器銲接變形過大導 致脫牙的破壞模式（如照片 3-3.2 所示），無法達到原有的 SA 續接等 級。
臥 式 續 接 器 與 鋼 骨 的 疊 接 一 般 也 是 以 喇 叭 形 單 邊 開 槽 銲 道
（flare-bevel-groove welds）為之（如圖 3-3.9a 所示），銲道與鋼
若使用α =1.25、E70 系列銲條、SD420W 鋼筋及雙邊銲道，所需 銲道長度 D25 鋼筋（使用Dc= 40 mm）為 80 mm，D32 鋼筋（使用Dc= 46
稱抗拉強度為 6300 kg/cm2，應先確認其為可銲）時應使用 E90 系列
接環境不佳，銲道檢驗也頗為困難，因此國內之工程已經很少使用這類 續接方法。國內工程大都經由鋼筋續接器來進行鋼筋與鋼骨之續接，這 些續接方法需要分別進行銲道和續接器續接性能之檢驗，有關這些續接 方法之檢驗詳述如后。
一、鋼筋續接器與鋼骨疊接之續接方式
鋼 筋 續 接 器 與 鋼 骨 之 疊 接 採 用 喇 叭 形 單 邊 開 槽 銲 ， 其 檢 驗 包 括 銲 接 程 序 的 確 認 、 銲 工 資 格 檢 定及 銲 道 完 成 後 之 檢 測 。 銲 接程 序 的 確 認 需 要 根 據 所 要 檢 定 的 銲 接程 序 ， 製 作 拉 力 試 體 以 及 巨觀 浸 蝕 試 體 ， 製 作 試 體 時 之 銲 接 姿 勢應 和 實 際 銲 接 時 之 姿 勢 相 同，
實 際 施 工 可 能 用 使 用 的 所 有 銲 接 姿勢 ， 皆 應 分 別 進 行 銲 接 程 序試 驗 。 由 於 鋼 筋 續 接 器 與 鋼 骨 疊 接 接合 受 力 時 會 有 偏 心 ， 會 產 生額 外的彎矩，實際使用於 SRC 結構時，勁度很大的鋼骨斷面會控制 此偏心所造成之變形，因此拉力試驗試體可以採用如圖 3-3.17 所 示 之 型 式 ， 將 續 接 器 銲 在 鋼 骨 斷 面來 模 擬 實 際 的 情 形 。 由 於 測試 目 的 物 是 銲 道 ， 因 此 原 來 與 續 接 器接 合 之 鋼 筋 應 該 改 用 強 度 較高 之 鋼 棒 取 代 之 ， 鋼 棒 與 續 接 器 之 接 合 型 式 可 以 不 受 原 設 計 之 限 制。試體之抗拉強度需要能讓 95%以上的鋼筋達到其抗拉強度，以 SD420 熱軋鋼筋（加釩鋼筋）而言，根據文獻[21、22、23]的資料，
國 內 加 釩 鋼 筋 抗 拉 強 度 之 平 均 值 為 68.7 kg/cm2， 標 準 差 是 3.0 kg/cm2，95%信心程度所對應的抗拉強度為 68.7+1.65×3.0 = 73.7 kg/cm2，約等於標稱抗拉強度 63 kg/cm2之 1.2 倍。試驗能夠證明 試體的強度高於標稱抗拉強度的 1.2 倍即可，不一定要將試體拉到 破壞。根據「鋼筋續接器續接施工規範與解說（建議案）」[24]（簡 稱 續 接 器 施 工 規 範 ） 之 規 定 ， 銲 道施 工 完 成 後 之 檢 驗 以 目 視 檢驗 及磁力檢測法為之，梁柱接頭區及塑性區應該進行 100%的檢驗，
非塑性區則進行至少 50%之檢驗。
除 了 銲 道 的 檢 驗 外 ， 銲 接 型 續 接 器 之 續 接 性 能 也 要 檢 驗 。 根 據 續 接 器 施 工 規 範 [24]之 規 定， 鋼 筋 續 接 器 之 抽 驗 有 未 組 裝 試 體 及 已 組 裝 試 體 兩 種 ， 所 謂 已 組 裝 試體 乃 是 在 工 地 就 已 經 完 成 續接 施 工 之 續 接 器 連 鋼 筋 一 併 取 樣 之 試體 。 但 是 銲 接 型 鋼 筋 續 接 器若 要 進 行 已 組 裝 試 體 之 抽 樣 勢 必 會 破壞 到 鋼 骨 ， 此 時 可 採 用 未 組裝 試 體 來 取 代 已 組 裝 試 體 ， 惟 整 體 抽樣 頻 率 必 須 維 持 不 變 。 續 接性 能試驗之試體可以採用圖 3-3.18 所示之型式，這種試體之製作較 簡單而且沒有偏心，照片 3-3.5 所示為試驗前之試體，照片 3-3.6 所示為試驗後之試體。
二、鋼筋續接器與鋼骨 T 型接合
T 形接合之檢驗，包括銲道及續接器續接性能，除了試驗試體 型式不同外，其他皆與疊接接合雷同。續接器與鋼骨 T 形接合使 用開 J 槽半滲透填角加強銲道，銲道拉力試驗可使用如圖 3-3.19 所 示 之 試 體 型 式 ， 惟 製 作 試 體 時 應特 別 注 意 銲 接 姿 勢 是 否 與 實際 施 工 時 相 同 。 實 際 施 工 時 ， 鋼 筋 續接 器 放 置 在 鋼 骨 上 ， 銲 條 需要 圍 繞 續 接 器 移 動 ， 製 作 試 驗 試 體 時續 接 器 與 一 小 塊 鋼 板 銲 接 在一 起 ， 此 時 可 以 轉 動 試 體 來 進 行 銲 接， 此 與 實 際 施 工 之 銲 接 姿 勢不 相符，應該避免之。照片 3-3.7 為以實際施工時之銲接姿勢所製 作 的 試 體 試 驗 後 的 情 況 ， 此 銲 道 充滿 嚴 重 之 銲 接 缺 陷 ， 試 驗 結果 為不合格。
圖 3-3.20 為 續 接 器 續 接 性 能 試 驗 之 可 能 試 體 型 式 。 圖 3-3.20a 所示試體型式，鋼板兩邊皆使用續接器與鋼筋，試驗時強 度 較 小 的 一 邊 會 先 破 壞 ， 雖 然 另 一邊 強 度 較 高 ， 但 是 並 不 表 示其 延 展 性 也 較 高 ， 此 外 破 壞 邊 屬 不 合格 的 情 況 時 ， 另 外 一 邊 卻 不知 如何判別，因此圖 3-3.20a 所示之試體僅能算一個試體，不可視
為兩個試體。圖 3-3.20b 及 3-3.20c 之試體型式僅有一邊為測試 對象，測試對象很清楚，非測試邊的強度需要高於測試邊的強度。
照片 3-3.8 所示為 T 形接合續接器續接等級試驗，試驗後試體。
根據本節提供之設計公式計算，臥式鋼筋續接器所需之器長度大於 目前工程實務常用之長度，鋼筋續接器過短會導致銲道尺寸加大，鋼筋 續接器變形過大而影響鋼筋續接器續接等級的現象。銲接型鋼筋續接器
根據本節提供之設計公式計算，臥式鋼筋續接器所需之器長度大於 目前工程實務常用之長度，鋼筋續接器過短會導致銲道尺寸加大，鋼筋 續接器變形過大而影響鋼筋續接器續接等級的現象。銲接型鋼筋續接器