民國115年 普通考試 土木工程 鋼筋混凝土學概要
第3題
最大間距s(cm) 沿長度 沿寬度 ' 1.06 c w f b d 較小者: d/2 d ' 1.06 c w f b d 較小者: d/4 d/2 單筋梁抗…
題目
最大間距s(cm) 沿長度 沿寬度 ' 1.06 c w f b d 較小者: d/2 d ' 1.06 c w f b d 較小者: d/4 d/2 單筋梁抗彎強度設計公式如下,請說明各符號之定義(例如 'cf 規定混 凝土抗壓強度),以及此公式之適用條件。(25 分)
參考解答(AI 生成,非官方)
- 一、公式來源:單筋矩形梁假設混凝土拉力不計、壓力區以 0.85fc' 均佈之等效矩形應力塊取代,壓力塊深度 a = As·fy/(0.85fc'·b)。由力偶 Mn = As·fy(d − a/2) 整理,令 ρ = As/(bd),即得 φMn = φρbd²fy(1 − 0.59ρfy/fc') ≥ Mu。
- 二、符號定義:φ 為強度折減係數,受拉控制斷面取 0.9;ρ 為拉力鋼筋比 As/(bd);b 為斷面寬度;d 為有效深度(壓力外緣至拉力筋形心);fy 為鋼筋降伏強度;fc' 為混凝土規定抗壓強度;As 為拉力鋼筋量;Mu 為設計彎矩。
- 三、適用條件:(1) 矩形斷面、僅配置拉力筋、無軸力或軸力甚小;(2) 鋼筋須降伏且斷面為受拉控制,εt ≥ 0.005,即 ρ ≤ ρmax = 0.319β1·fc'/fy;(3) 混凝土應力塊參數 β1 依 fc' 決定,fc' ≤ 280 kgf/cm² 取 0.85,每增加 70 減 0.05,且不得小於 0.65。
- 四、其他限制:公式未計混凝土拉力、剪力與撓度,亦不適用於壓力筋降伏或壓力控制斷面;鋼筋量不得低於最小鋼筋量 As,min = max(0.8√fc'/fy, 14/fy)·bw·d,以避免撓裂後脆性破壞。若 ρ > ρmax,應改採雙筋梁、加大斷面或提高 fc'。
- 五、應用:φMn ≥ Mu 為撓曲強度檢核式,設計時常先假設 ρ 或斷面尺寸,再反算所需 As;並須另行檢核剪力、握裹、伸展長度與撓度,不可僅以本式判定斷面整體安全。
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。