民國115年 高考三級 土木工程 鋼筋混凝土學
第4題
圖三為一耐震柱搭接續接示意圖,已知柱淨高Hn=280 cm,斷面寬度 50 cm,全深50 cm,縱向鋼筋配置8 支D25,橫向鋼筋為D13,所有 鋼筋未塗布,…
題目
圖三為一耐震柱搭接續接示意圖,已知柱淨高Hn=280 cm,斷面寬度 50 cm,全深50 cm,縱向鋼筋配置8 支D25,橫向鋼筋為D13,所有 鋼筋未塗布,降伏強度 4200 kgf/cm yf ;常重混凝土規定抗壓強度 350 kgf/cm cf 。試求: 參考規範表25.4.2.3 計算D25 鋼筋之伸展長度。(5 分) 圖三中(a)或(b)那一種搭接方式「不符合」我國規範對於耐震柱之規 定?請說明原因。(10 分) 承上,取符合規範者,計算D25 鋼筋之搭接續接長度。(10 分) 圖三
參考解答(AI 生成,非官方)
- 一、伸展長度公式與參數:D25(相當 No.8,屬 No.22 以上鋼筋)依規範表 25.4.2.3,當鋼筋淨間距≥db、保護層≥db 且配置規定之箍筋時,ld = (fy·ψt·ψe·ψg)/(20·λ·√f'c)·db。參數取 fy = 4,200 kgf/cm²、f'c = 350 kgf/cm²、db = 2.54 cm、λ = 1.0(常重混凝土)、ψt = 1.0(非頂部水平鋼筋)、ψe = 1.0(未塗布)、ψg = 1.0(fy ≤ 4,200 kgf/cm²)。
- 二、伸展長度計算:√350 = 18.71,代入得 ld = (4,200×1×1×1)/(20×1.0×18.71)×2.54 = 11.23×2.54 = 28.5 cm。惟規範 25.4.2.1 規定伸展長度不得小於 30 cm,故取 ld = 30 cm。若採較保守之情況(分母 25),得 22.8 cm,仍受 30 cm 下限控制,結論同為 30 cm,故本小題答案不受情況判定影響。
- 三、耐震柱搭接之規範要求:依 18.7.4.3,縱向鋼筋搭接僅得設置於柱淨高之中央一半範圍內,本例 Hn = 280 cm,即距柱端 70 cm 至 210 cm 之間;搭接須按拉力搭接設計,且搭接全長應以符合 18.7.5.2、18.7.5.3 之閉合箍筋圍束,箍筋間距取 min(b/4, 6db, so) 且不得大於 10 cm。柱端塑性鉸區長度 lo = max(h = 50 cm, Hn/6 = 46.7 cm, 45 cm) = 50 cm,該範圍內不得搭接。
- 四、符合性判定:圖三中搭接位置落於柱端(緊鄰梁柱接頭面、位於 lo 範圍內)者「不符合」,因其處於塑性鉸區,反覆載重下混凝土保護層易崩落、握裹迅速劣化;另一配置於柱中央半高且全長以緊密閉合箍筋圍束者符合規定。附帶判準:搭接長度不足、搭接率超過 50%、或圍束箍筋間距大於 10 cm 者,亦均屬不符合。考生應依實際圖示套用上述三項判準(位置、長度、圍束),指明不符合者並敘明理由。
- 五、搭接續接長度計算:取符合規範者,耐震柱之搭接須為拉力搭接,採 B 級搭接(Class B splice),搭接長度 = 1.3 ld = 1.3×30 = 39 cm,且不得小於 30 cm,故取 39 cm(實務可取整為 40 cm)。另同一斷面搭接率不宜超過 50%,宜採交錯配置;施工時須沿搭接全長配置 D13 閉合箍筋,間距不大於 min(50/4 = 12.5 cm, 6×2.54 = 15.2 cm, 10 cm) = 10 cm,以確保圍束效果。
AI 依官方試題文字產生的參考解答,非考選部公告答案,內容僅供備考參考。