SRC梁之斷面配置

圖 4-13 顯示幾種包覆型 SRC 梁斷面的配置型式。原則上，SRC 梁之主筋以 配置在斷面四個角落為宜，且鋼筋配置不宜太密。圖 4-14 顯示 SRC 梁斷面內鋼 筋配置太密的情形，設計上宜予避免。這主要是因為 SRC 梁主筋太密將導致一部 份的主筋會受到梁柱接頭處「鋼柱翼板」的阻擋，而無法連續通過梁柱接頭。設 計者應注意避免在 SRC 梁中配置太密的主筋，以免造成此種不合理的現象。

對於未連續通過 SRC 梁柱接頭之主筋，應不計其對強度之貢獻。這是為了避 免主筋因受梁柱接頭處之鋼管阻擋而導致施工者任意將 SRC 梁主筋在梁柱接頭 處切斷或彎折，在設計與施工時均應特別注意避免發生此種狀況。

4.7 SRC 柱斷面配置

圖 4-15 與圖 4-16 分別顯示包覆型 SRC 柱與鋼管混凝土柱斷面的配置型式。

對矩形斷面之 SRC 柱而言，一般以在斷面的每個角落配置三根主筋為原則。SRC 柱之主筋集中分佈在斷面的四個角落上，主要是為了避免主筋在梁柱接頭處受到 SRC 梁內之鋼骨阻擋而無法連續通過梁柱接頭。

圖 4-17 顯示 SRC 柱斷面內鋼筋配置太密的情形，設計上宜予避免。SRC 柱 主筋太密將導致一部份的主筋會受到梁柱接頭處「鋼梁翼板」的阻擋，而無法連 續通過梁柱接頭。設計者應避免在 SRC 梁或柱中配置太密的主筋，以免造成此種 問題。對於未連續通過 SRC 梁柱接頭之主筋，應不計其對強度之貢獻。

4.8 混凝土保護層厚度

我國 SRC 規範要求包覆型 SRC 構材中之鋼骨必需符合混凝土保護層最小厚 度之規定，主要在確保構材之耐久性及耐火性。包覆型 SRC 構材因同時有鋼骨與 鋼筋存在，故構材中之鋼骨表面至混凝土表面之厚度，一般至少須為 10 公分以 上，以使混凝土中之鋼筋有足夠之握裹效力與保護層。以 SRC 結構桿件常用之鋼

筋尺寸為例，若主筋為 D25(#8)、箍筋為 D13#4)，考慮鋼筋之最外徑尺寸(含竹節 凸起之高度)，則鋼骨之最小混凝土保護層厚度須為 125 公分以上。

圖 4-18 與 4-19 分別顯示一般 SRC 架與 SRC 柱之斷面配置細部圖。圖中之 a 與 b 為主筋與箍筋之最大直徑，c 與 d 則為鋼骨至混凝土面之距離。當鋼筋尺寸 不同時，圖中的。與 d 亦隨著改變。圖中之 c 與 d 係依照鋼筋之最大直徑計算，

一般竹節鋼筋之最大直徑如圖 4-20 所示。

設計上除了鋼骨保護層厚度須加以考慮外，鋼管與鋼筋之間距，混凝土之填 充性也須加以檢討。檢討事項包括鋼骨與鋼筋之間距，鋼筋與鋼筋之間距，肋筋 及箍筋彎鉤角度，梁柱接頭之配置，鋼筋續接之型式等。一般而言，各構材之假 設斷面可在梁柱接頭部位以 1/5 至 1/10 之比例下充分檢討其鋼骨與鋼筋之間距及 混凝土之保護層厚度等。設計者應依據 SRC 設計規範之要求，事先考慮到設計圖 的施工可行性。

4.9 鋼骨斷面之鋼筋貫穿孔

在梁柱接頭處之鋼板常設有銲接切角，在其附近開孔將可能助長對斷面或銲 道之損傷。因此在梁柱接頭處附近之鋼骨翼板原則上不宜設置鋼筋貫穿孔。

在鋼筋貫穿孔的施作方面，鋼筋貫穿孔應事先在工廠內加工完成，且一處貫 穿孔以通過一支鋼筋為原則。開孔之位置不得妨礙銲道或螺栓接合。貫穿孔之邊 緣以距銲道邊緣 15mm，距銲接用之切角邊緣 25mm 以上為宜。

4.10 SRC 梁之設計細則

1. SRC 梁之尺度：

(1) SRC 梁之淨跨距不得小於 4 倍有效梁深，構材斷面之深寬比不得小於 0.3，

且梁寬不得小於 25 公分。

(2)SRC 梁之主筋若穿過梁柱接頭，則在該方向之柱深不得少於最大主筋直徑

的 20 倍。

2. SRC 梁之主筋：

(1)SRC 梁之上下兩面，至少各須有兩支主筋全長貫通配置，且梁之拉力鋼筋 比或壓力鋼筋比均不得超過 0.025。

(2)SRC 梁在梁柱交接面或可能發生塑鉸處，其壓力鋼筋量不得小於拉力鋼筋 之一半。

(3)SRC 梁之主筋除非在搭接處全長配置環箍筋，否則不得進行搭接。搭接處 之箍筋間距不得大於 10 公分或四分之一梁斷面深度。此外，以下三種位 置不可搭接：(a)構材接頭內;(b)接頭交接面起算兩倍梁深內;(c)可能產生塑 鉸處。

(4)銲接與機械接頭可用於主筋與主筋之問的續接，惟同一斷面之鋼筋最多 只能隔板續接，且隔根續接處應相距 60 公分以上。

3.SRC 梁之箍筋：

(1)在梁柱接頭交接面兩倍梁深內及可能發生塑鉸處左右各兩倍梁深須配 置環箍筋。第一個環箍筋須配置在距梁柱接頭交接面 5 公分以內。環箍 筋之間距不得超過：(a)四分之一梁斷面有效深度;(b)八倍最小主筋直 徑;(c)24 倍環箍筋直徑;(d)30 公分。

(2)在不需配置環箍筋處應全長配置腹筋，且其間距不得大於二分之一梁斷 面有效深度。

有關梁主筋與箍筋之限制規定主要參考 ACI318-02 耐震設計之規定。梁之最 大鋼筋比限制之目的在避免鋼筋排列太密造成施工困難及主筋不易通過梁柱接 頭區等問題。配置環箍筋之目的在使產生塑鉸處之混凝土有良好之圍束。此外，

在彎曲變形可能進入反覆非線性變化處之搭接較不可靠，故此些位置主筋不可搭 接。

4.11 SRC 柱之設計細則

1. SRC 柱之斷面尺寸：

通過幾何形心量測，SRC 柱斷面之最小尺寸不得小於 30 公分，且其與斷面 另一垂直方向尺寸之比值不得小於 0.4。

2. SRC 柱之主筋：

(1)SRC 柱斷面各角落至少須設置一文主筋，且主筋斷面積與全斷面積之比 不得大於百分之四。

(2)主筋之搭接僅容許在柱中央之一半構材長度內進行，且須以拉力搭接設 計之，搭接長度內應配置適當之圍束箍筋。構材同一斷面處，主筋最多 只能隔板續接，且隔板續接處應相距 60 公分以上。

關於 SRC 柱主筋量上限之規定旨在避免主筋太密妨礙施工，並避免引致柱過 高之剪力。柱端因彎矩較大，混凝土保護層可能剝落，因此規定在該處主筋不得 搭接，若主筋須搭接則須在反覆應力較小之中央一半柱長內進行，且須配置圍束 箍筋。

4.12 箱型或圓形鋼管柱之焊接

使用銲接箱型或圖型鋼管柱內灌混凝土時，組成鋼管柱之相鄰鋼板間之銲接 須沿柱之全長以全滲透銲為之。再者，填充型鋼管混凝土柱使用銲接箱型或圓型 鋼管於柱內灌混凝土時，相鄰鋼板間須以「全滲透銲」沿柱之全長銲接，以避免 鋼管內之混凝土受到高軸壓時產生側向膨脹導致鋼管受到環張應力(Hoop Tension) 而引起銲接處拉力破壞。

第五章 SRC 互動模型之建構

5.1 3D 模型建立

在前幾個章節內容中，介紹了關於 3D 模型建構以及以 Virtools 製作互動內容 的大致流程，而在本章節中將以實例，完整敘述本互動模組建立的過程與具有的 功能。

5.1.1 SRC 模型尺寸選定

第一步是選取所要繪製的模型尺寸，這裡選擇的 SRC 柱全斷面為 80 cm x 80 cm ，且在四角落各配置 3 支主筋 D25(#8)，中間鋼骨部份選擇箱型鋼骨斷面 500x500x25x25，圖 5-1 為採用柱的斷面圖。梁的部分其全斷面尺寸為 50 cm x 85 cm，中間鋼骨斷面選擇了 H512x202x12x22，主筋尺寸與數量為 6 根 D25(#8)，箍 筋皆為 D10(#3)，樓高 4 米。圖 5-2 顯示所使用的梁斷面圖。

由於本論文主要為展示 SRC 接頭處之細節，故在 SRC 柱腳與基板之位置省 略了如錨定螺栓，鋼骨漸變斷面，各處的剪力釘等的模型部份，其構造如圖 5-3 所示。

5.1.2 基板與模型中心部分

於 3ds Max 中建立地面以及中心鋼柱位置，首先製作一大型平板置於最底 層，同時以此為地面之基準，接著製作中心鋼柱部分，以此 BOX 型鋼柱底部中 心為座標原點，所有其他物件皆以此鋼柱為中心。由於要強調鋼梁接鋼柱部位，

因此在梁柱接頭區用不同顏色來表示。圖 5-4 顯示中心鋼柱的配置，上下兩段使 用不同顏色以做為區隔。

中心鋼柱完成後接下來是製作 H 型鋼梁(托梁)，以 4 支尺寸為 H 512x202x12x22

放置於中心柱四邊，其相對位置如圖 5-5 所示。同時為銜接後續步驟，製作出從 地基穿出的主筋共 12 根，主筋排列方式依照前面章節所提 SRC 柱之設計細則之 規定安排，同一斷面主筋最多只能隔根續接，續接處相距 60 公分以上。

5.1.3 H 型托梁細節製作

H 型托梁基本架構建立好後，接著便進行細部修飾，由於梁柱接頭處必需要 讓箍筋能順利通過，因此要在托梁腹板處預先開箍筋孔。這裡利用數根直徑較 3 號箍筋大的圓柱體，同時對腹板物件進行布林差集運算以得到穿孔效果，圖 5-6 為對托梁腹板進行穿孔之示意圖。完成後接著以同樣方法對腹板另一頭進行螺栓 孔的製作及對焊接處的鋼板預先削切處理，最後將完成腹板複製並放置在鋼柱四 面，結果如圖 5-7 所示。

5.1.4 組裝梁與焊道

托梁製作完成後，接著製作組裝梁的部份，由於此物件為兩側對稱，同時本 模型主要重點在於梁柱接頭處，故在這部份只取半簡化製作模型，靠近托梁端使 用同樣的手法，預先做出螺栓孔洞的效果，如圖 5-7 所示。同時進行焊接處模型 製作，背墊板使用簡易的長方體製作模型，而焊道則是使用長方體配合布林運 算，削去一個 35 度角使之成為一斷面為梯形之長條物件。焊接方式使用全滲透 單斜邊開槽(CP welding ：Single-bevel)，圖 5-8 即為全滲透單斜邊開槽之焊接方式 示意圖。

由於此模型設定為托梁在工廠內完成焊接，故梁柱接合處為焊接形式，所以 在交接面處建立四分之一圓柱體代表焊道，而在梁翼板處則同樣使用全滲透單斜 邊開槽焊接，同時為了能較明顯表達焊接處，對焊道位置模型有些許放大，以便 於觀察，圖 5-9 為組裝鋼梁部分與焊接區域模型之局部顯示，圖 5-10 則為組裝鋼 梁與焊接區域模型之廣域顯示。

5.1.5 螺栓接合

托梁及組裝梁部分都完成後，接者是製作兩者間接合的部分，其主要構件為 接合板以及螺栓。接合板設定為 2 PL10x220x350，螺拴為 A490-M24 共 8 顆，接 合板及螺栓位置如圖 5-11 所示。接合板開孔方式和前面製作箍筋孔方式相同，而

托梁及組裝梁部分都完成後，接者是製作兩者間接合的部分，其主要構件為 接合板以及螺栓。接合板設定為 2 PL10x220x350，螺拴為 A490-M24 共 8 顆，接 合板及螺栓位置如圖 5-11 所示。接合板開孔方式和前面製作箍筋孔方式相同，而