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研究生： 嚴崇文
Yan, Chung-Wen
論文名稱： 台灣SRC構造發展與構法探討與研究
A Study of Development and Construction for Steel Reinforce Concrete in Taiwan
指導教授： 陳純森
Chen, Chun-Sen
張嘉祥
Chang, Ja-Shian
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 規劃與設計學院 - 建築學系
Department of Architecture
論文出版年： 2015
畢業學年度： 103
語文別： 中文
論文頁數： 117
中文關鍵詞： 鋼骨鋼筋混凝土 、梁柱接頭 、鋼筋續接器
外文關鍵詞： Steel Reinforced Concrete, Beam-to-Column Connection, coupler
相關次數： 點閱：192  下載：8 
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    • 1999年921大地震，造成無數的人命傷亡以及建築物倒塌，調查發現倒塌的建築物多數為鋼筋混凝土結構，普遍大眾開始對於鋼筋混凝土的耐震能力存有疑慮，紛紛要求希望加入鋼骨補強，造成鋼骨鋼筋混凝土結構大量增加。然而在當時台灣並未有一套標準的規範得以依循，皆依工程師自身經驗判斷甚至是為求施工方便的作法，造成許多缺失以及構造力學模糊的情形。本研究統整早期至今的相關文獻歸納出台灣鋼骨鋼筋混凝土之發展脈絡，鋼骨鋼筋混凝土中鋼骨的角色從取代鋼筋以補強混凝土到後來的鋼骨與鋼筋混凝土各自獨立共同承擔應力，同時鋼骨由以鉚釘組合而成的型鋼，隨著鋼鐵業起飛至目前的熱軋及銲接而一體成型的型鋼。在於構法與力學行為上，最易發生問題的地方在於梁柱接頭區，鋼筋在此容易受到鋼骨的阻擋無法直通，國內採用了鋼筋續接器的作法，將鋼筋藉由續接器與鋼骨錨定，此方法不符合規範之作法與力學行為之原則，另外構造中同時存在鋼骨、鋼筋、混凝土極為複雜，施工前妥善規劃各自之相對關係同時要兼顧混凝土的填充性，實為鋼骨鋼筋混凝土構造非常重要之課題。本文針對SRC構造以下幾點進行探討與研究。
    1.統整台灣SRC構造從日治時期至今的發展並加以討論。
    2.由於業界發展早於規範，即使規範頒布後，大家仍習以為常，規範推行有阻力，在工地訪查發現許多不符合規範之作法，將其特別加以指證，最後提出建議作法。
    3.國內工程之施工圖通常經由各自施工單位製作，有鋼骨及鋼筋混凝土個別之施工圖，而在構造複雜的鋼骨鋼筋混凝土結構上缺少了鋼骨與鋼筋混凝土同時存在之套圖，工程界應多加推廣製作。

    Taiwan occurred very big earthquake on Sep 21th, 1999, A lot of reinforced concrete building are destroyed, so most people don’t trust seismic capability of reinforced concrete, to ask reinforcement by steel, A lot of steel reinforced concrete structure are built at this time. However, there are not any set of standard specification to be follow yet, Most of the engineer use their own experience to judge or even for the sake of convenience in construction practices, resulting in many mistakes and structural mechanics ambiguous situations. This study integrate many literatures to be summarized the context of steel reinforced concrete, the role of steel in steel reinforced concrete is from substituted reinforcing bar to independently shared stress. On the other hand, review the missing at building site, discuss with specification comparison by visit building site and finally present the practice of recommendation. Hope is Appeal the public to front structural behavior and deletions.

    摘要………………………………………………………………………………………..I 目錄………………………………………………………………………………..………VII 表目錄………………………………………………………………………………………………….IX 圖目錄………………………………………………………………………………………………….X 照片目錄……………………………………………………………………………………………XV 第一章 緒論………………………………………………………………………………….1 1-1 研究動機與目的………………………………………………………………………1 1-2 研究方法與研究範圍………………………………………………………………3 1-3 論文架構…………………………………………………………………………………3 第二章 文獻回顧……………………………………………………….…………………5 2-1 研究報告、論文、相關書籍.………………………..…………………………5 2-2 國外規範與相關資料………………………………………………………………8 2-3 技術規則及國內規範………………………………………………………………9 第三章 台灣SRC構造之發展過程與脈絡……………………………15 3-1 日治時期…………………………………………………………………………………15 3-2 921大地震前…………………………………………………………………………27 3-3 921大地震後…………………………………………………………………………..34 3-4 規範頒布後…………………………………………………………………………..…38 第四章 台灣SRC構造構法與力學行為探討…………………………49 4-1 特性以及與其他構造優缺點比較……………………………………………49 4-2 鋼骨鋼筋混凝土構法分析與探討……………………………………………51 4-3 規範與實際工地構法行為差異探討…………………………………………68 4-4 梁柱接頭區構法與力學行為探討……………………………………………78 4-5 梁柱接頭區建議之接合方式. …………………………………………………83 4-6 台灣鋼骨鋼筋混凝土梁柱設計例……………………………………………88 第五章 結論與展望…………………………………………………………….……111 5-1 結論………………………………………………………………………………………111 5-2 後續研究……………………………………………………………….………………112 參考文獻………………………………………………………………………………………115   表目錄 表3-1 混凝土對鋼骨材料與鋼筋之容許附著應力………………..………32 表4-1 鋼骨鋼筋混凝土結構與鋼骨及鋼筋混凝土優缺點比較表…..50 表4-2 竹節鋼筋之標稱與最大直徑………………..………………………………65 表4-3 鋼骨鋼筋混凝土梁斷面鋼骨最小保護層厚度…………………….66 表4-4 Y與之值………………..…………………………………………..…84 表4-5 鋼筋號數對應之鑽孔孔徑尺寸………………..……………………………85   圖目錄 圖 3-1 卡恩桁條…………………………..…..………………………………………………..15 圖 3-2 日治時期台南市區改正計畫圖………………………………..…..………17 圖 3-3 圓柱斷面測繪大樣圖………………………………..…..……………….…18 圖 3-4 方柱斷面測繪大樣圖………………………………..…..…………………….19 圖 3-5 梁斷面測繪大樣圖………………………………..…..…………………………19 圖 3-6 外圍柱基礎測繪大樣圖……………………..…..……………………………..20 圖 3-7 內柱基礎測繪大樣圖…………………..…....………………………………....20 圖 3-8 台南火車站柱斷面圖…………………………..…..…………………….……23 圖 3-9 台南火車站梁斷面圖…………………………..…..…………………..………24 圖 3-10 台南火車站基礎配筋圖……………..…..…………………..……………….25 圖 3-11 台南火車站牆板配筋圖…....…………………..………….………………..26 圖 3-12 型鋼各種腹板型式…………………………..…..………………………………28 圖 3-13 柱斷面鋼骨之各種型式…………………………..…..…………………..…28 圖 3-14 蘇棋福著作書籍…………………………..…..…………………………..……30 圖 3-15 鄭茂川著作書籍…………………………..…..……………………..……….…30 圖 3-16 1958年日本SRC設計規範…………………………..…..…………………30 圖 3-17 梁之斷面計算圖表…………………………..…..……………………………31 圖 3-18 柱之斷面計算圖表…………………………..…..…………………….………31 圖 3-19 梁柱接頭區十字型鋼骨柱及貫通連接板…………………………33 圖 3-20 梁柱接頭區箱型鋼骨柱及貫通連接板………………………….…33 圖 3-21 鋼筋不宜放置於鋼骨翼板上下側之妥善配置…………………34 圖 3-22 鋼骨鋼筋混凝土柱接鋼筋混凝土梁時之托梁設置…………40 圖 3-23 各種鋼骨柱斷面之圍束情形…………………………..…..……………43 圖 3-24 SRC柱接S梁示意圖…………………………..…..…………………….…44 圖 3-25 台電內惟一次配電變電所柱斷面…..…..………………………..….…47 圖 3-26 台北商業技術學院四維樓柱斷面…..…..………………………..….…48 圖 4-1 包覆雙H型SRC柱…………………………..…..…………………………..53 圖 4-2 包覆I型SRC柱…………………………..…..…………………………………53 圖 4-3 包覆T型SRC柱…………………………..…..……………………………….53 圖 4-4 包覆箱型SRC柱…………………………..…..…………………………………53 圖 4-5 填充型鋼管混凝土柱…………………………..…..……………………….…53 圖 4-6 補助筋與主筋之關係………………………..…..……….………………….…54 圖 4-7 包覆I型SRC梁………………………..…..………………………………….…55 圖 4-8 包覆型SRC柱接SRC梁………………………..…..………………………56 圖 4-9 包覆型SRC柱接鋼梁………………………..…..……………………….…56 圖 4-10 填充型SRC柱接SRC梁………………………..…..……………………57 圖 4-11 填充型SRC柱接鋼梁………………………..…..……………………….…57 圖 4-12 雙H型柱橫隔板開孔形式一………………………..…..…………………59 圖 4-13 雙H型柱橫隔板開孔形式二………………………..…..…………………59 圖 4-14 箱型柱橫隔板開孔………………………..…..…………………………….…60 圖 4-15 AIJ橫隔板開孔尺寸建議………………………..…..……………...…61 圖 4-16 T型鋼骨尺寸關係………………………..…..……………………………61 圖 4-17 雙H型鋼骨尺寸關係………………………..…..……………………….…61 圖 4-18 AIJ梁開孔之限制………………………..…..……………………….……….63 圖 4-19 AIJ梁開孔之範圍………………………..…..…………………………………63 圖 4-20 鋼骨與鋼筋之間距示意圖………..…..……………………………………64 圖 4-21 AIJ鋼骨與鋼筋間距與可接觸部分示意圖………..…..……………64 圖 4-22 竹節鋼筋標稱直徑與最大直徑示意圖………..…..…………………65 圖 4-23 SRC梁之鋼骨最小保護層厚度………..…..……………………………66 圖 4-24 SRC柱之鋼骨最小保護層厚度………..…..……………………………67 圖 4-25 AIJ鋼骨保護層厚度………..…..…………………………………………..…67 圖 4-26 配筋過密之SRC柱斷面………..…..…………………………………..…69 圖 4-27 配筋過密之SRC梁斷面………..…..………………………………….…69 圖 4-28 AIJ易造成蜂窩處及避免之施工方法………..…..…………………71 圖 4-29 柱位與柱中心圖………..…..…………………………………………………76 圖 4-30 梁斷面詳圖………..…..…………………………………………………………76 圖 4-31 柱斷面詳圖………..…..………………………………………………………..…77 圖 4-32 梁柱接頭區鋼骨與鋼筋套圖………..…..…………………………………77 圖 4-33 梁柱接頭區鋼骨與鋼筋互相交錯構造複雜………..…..…………79 圖 4-34 梁鋼筋與梁鋼骨以疊接接合………..…..…………………………………80 圖 4-35 梁鋼筋與梁鋼骨透過鋼筋續接器以疊接接合………..…..…….80 圖 4-36 梁鋼筋與柱鋼骨以T型接合………..…..…………………………………81 圖 4-37 梁鋼筋與柱鋼骨透過續接器以T型接合………..…..……………..81 圖 4-38 梁鋼筋避開柱鋼骨直通………..…..…………………………………………83 圖 4-39 鑽孔之邊距限制………..…..…………………………………………………….85 圖 4-40 鋼柱之貫穿孔示意圖………..…..……………………………………………86 圖 4-41 鋼筋藉由貫穿鋼骨腹板直通………..…..…………………………………86 圖 4-42 梁柱接頭採用不合規定之續接器工法………..…..…………………87 圖 4-43 各種鋼骨斷面………..…..………………………………………………….,……88 圖 4-44 雙H型SRC柱設計例………..…..………………………………………….91 圖 4-45 雙H型鋼骨斷面性質………..…..…………………………………………100 圖 4-46 柱之軸力與彎矩強度相關圖(1) ………………………………..…..…101 圖 4-47 柱之軸力與彎矩強度相關圖(2) …..…..………………………………101 圖 4-48 包覆型SRC梁設計例………..…..…………………………………………102 圖 4-49 I型鋼骨斷面性質………..…..………………………………………………108   照片目錄 照片 3-1 成功大學大成館之卡恩桁條…………………….……………….………16 照片 3-2 日治時期林百貨樣貌………..…..………………………….………………17 照片 3-3 台南火車站一代站房………..…..…………………………………………21 照片 3-4 台南火車站二代站房………..…..…………………………………………21 照片 3-5 鋼筋續接器(1) ………..…..………………………………………..…………36 照片 3-6 鋼筋續接器(2) ………..…..………………………………………..…………36 照片 3-7 鋼筋或箍筋受到鋼骨的阻擋而無法直接通過梁柱接頭…36 照片 3-8 鋼筋經由鋼筋續接器鎖固於鋼骨上………..…..…………………37 照片 3-9 整腹箱型鋼柱………..…..……………………………..………………..……38 照片 3-10 整腹I型鋼梁………..…..……………………………………………..………38 照片 3-11 鋼骨表面上銲接之剪力釘………..…..…………………………………41 照片 3-12 鋼梁上將與鋼筋混凝土樓板結合之剪力釘………..…….……42 照片 3-13 SRC柱接S梁工地情形………..…..…………………………………..…44 照片 4-1 雙H型鋼骨柱………..…..………………………………………………………54 照片 4-2 箱型鋼骨柱………..…..…………………………………………………….……54 照片 4-3 I型鋼骨梁………..…..…………………………………………………………55 照片 4-4 箱形SRC鋼骨柱接鋼骨梁………..…..…………………………………57 照片 4-5 箱形SRC鋼骨柱接RC梁時應設置一小段之托梁…………58 照片 4-6 箱型柱橫隔板與開孔………..…..…………………….……………………60 照片 4-7 梁之開孔………..…..……………………………………………………………62 照片 4-8 配筋設置不當之SRC柱………..…..……………………………………70 照片 4-9 配筋設置不當之SRC梁………..…..……………………………………70 照片 4-10 保護層未考慮鋼筋眾多彎鉤之影響………..…..………..………72 照片 4-11 鋼筋續接器續接主筋於鋼柱翼板………..…..…..……….………73 照片 4-12 主筋受到鋼柱阻擋無法直通………..…..……………………………73 照片 4-13 SRC柱直接接RC梁………..…..…………………………..……………74 照片 4-14 SRC柱接RC梁接頭之托梁………..…..………………………………75

    ［1］內政部營建署，《建築技術規則》，2004。
    ［2］營建雜誌社，《鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說》，2011。
    ［3］內政部營建署，《鋼骨鋼筋混凝土構造施工規範》，2011。
    ［4］日本建築學會，《鉄骨鉄筋混凝土構造計算規準同解說》，1989。
    ［5］日本建築學會，《鉄骨鉄筋混凝土配筋指針(案)同解說》，1994。
    ［6］ACI (2002) "Buildings Code Requirements for
    Structural Concrete." ACI -318-02, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI.
    ［7］AISC (1999) "Load and Resistance Factor Design Specification for Structural Steel Buildings." AISC-LRFD-99, American Institute of Steel Construction, Chicago, IL.
    ［8］內政部建築研究所，《鋼骨鋼筋混凝土(SRC)構造設計教材》，2004。
    ［9］中華民國結構工程學會，《鋼骨鋼筋混凝土構造 (SRC) 設計規定之調查與規範架構研究》，1995
    ［10］內政部建築研究所，《鋼骨鋼筋混凝土構造 (SRC) 設計規範研究》，1996。
    ［11］內政部建築研究所，《鋼骨鋼筋混凝土構造 (SRC) 設計規範與解說研究》，1997。
    ［12］內政部建築研究所，《鋼骨鋼筋混凝土建築結構施工實務手冊之研究》，2002。
    ［13］內政部建築研究所，《鋼骨鋼筋混凝土柱及梁柱構材強度與耐震行為研究》，1999。
    ［14］營建雜誌社，《鋼骨鋼筋混凝土構材與接合之耐震細部設計準則研究》，1998。
    ［15］蘇琪福，《實用結構學：鋼骨鋼筋混凝土建築結構GH梁柱結構設計方法》，1970。
    ［16］鄭茂川，《鋼骨鋼筋混凝土設計法與實例計算》，1977。
    ［17］徐裕健建築師事務所，《台南市定古蹟原林百貨調查研究與修復計畫期末報告書》，2001。
    ［18］卓銀永建築師事務所，《環島鐵路觀光旅遊計畫-國定古蹟台南火車站調查研究修復再利用期末報告書》，2009。
    ［19］台灣營建研究院，《鋼結構技術發展》，2002。
    ［20］林瑞棋，《AIJ 標準SRC結構構造計算》，現代營建雜誌社，2001。
    ［21］中國土木水利工程學會，《混凝土工程設計規範之應用》，科技圖書，2001。
    ［22］陳純森，《鋼結構工程實務》，科技圖書，2012。
    ［23］陳純森，《鋼筋混凝土工程實務》，科技圖書，2006。
    ［24］陳純森，《鋼骨鋼筋混凝土》，2014。
    ［25］陳純森，《土木技師公會技師報NO.755》，1996。
    ［26］陳純森，《土木技師公會技師報NO.782》，2011。
    ［27］張靜惠，《建築構造圖解教材》，日本建築學會。

    下載圖示 校內：2016-09-07公開
    校外：2016-09-07公開
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