柱箍筋示意圖 |
受壓構材所配置之橫箍筋,其功能就如同一鋼桶內裝滿了砂,當砂承受荷重時,砂的側向壓力作用於桶壁使其產生被動環向張力,隨著荷重之增加,環向張力增至極大,最後鋼桶發生爆開現象。鋼桶的圍束作用就如同箍筋的功能,當受箍筋圍束之鋼筋混凝土柱達到破壞載重時,箍筋會防止柱核心內之混凝土向外擠壓破壞,但箍筋外側之混凝土保護層會因不受箍筋的圍束而剝落。
01、橫向鋼筋相關規範與解說
02-1、 橫向鋼筋 (繫筋)規範
15.4.3 橫向箍筋(混凝土工程設計規範及解說) |
根據15.4.3.2 規範第一個閉合箍筋距支承構材面不得超過 5 cm。閉合箍筋最大間距(So)不得超過(1)d / 4 ,(2)最小主鋼筋直徑之 8 倍,(3)閉合箍筋直徑之 24 倍,及(4)30 cm。
配置閉合箍筋的目的在使產生塑鉸處之混凝土有良好之圍束。塑鉸處鋼筋之應變已進入非彈性,應有足夠側向支撐以防止鋼筋產生屈曲。幾種適宜之閉合箍筋形式請見圖R15.4.3。
常見適宜閉合箍筋 |
02-2、 橫向鋼筋 (繫筋)規範
15.5.4繫筋規範 |
本小節規定之目的在圍束混凝土並提供主筋之側向支撐。式(3-8)旨在使受軸壓之螺箍柱,當保護層剝落後,柱之極限軸力強度不會降低[15.19,15.20]。地震時柱除有軸力外,亦具有彎矩,且係反覆載重,但仍沿用此規定。對大柱而言,式(15-2)大約在Ag小於1.25Ach時會控制,此式係使圍束之混凝土具有較佳之極限應變,因此有良好之軸向與撓曲韌性。採用多螺箍筋時,個別螺箍之體積比ρS皆不得小於式(15-2)規定之螺箍筋使用量。矩形柱圍束箍筋之效應不及螺箍柱,因此採用較高體積比之箍筋。經研究橫向鋼筋可採用單個或重疊閉合箍筋。
箍筋及繫筋旨在提高圍束混凝土之極限抗壓強度,。圖R15.5.4提供柱圍束箍筋配置之例子。
地震作用下,保護層可能剝落,剝落太多時其損失的強度可能無法由核心混凝土增加的強度補足回來。此外,剝落量過多,可能危及其下居民或行人之安全。第15.5.4.2與15.5.4.3節係矩形橫向箍筋配置互有關係的規定,一般而言橫向鋼筋間距不超過構材斷面最小尺度之1/4,混凝土就會受足夠的圍束作用。間距不超過6倍主筋直係避免混凝土剝落後引起主筋挫屈曲。由式(15-5)可知hx不超過20cm時,可放寬橫向鋼筋之間距至15cm。
第15.5.4.4節提供在降伏發生處配置橫向鋼筋的範圍是最低的規定。研究顯示如建物第一層柱底,其軸力與彎矩需求特別高,橫向鋼筋配置的範圍應增加50%以上 [15.21]。
一般結構柱圖,會詳註每層樓的橫向箍筋間距及繫筋數量,如下圖所示。
工程圖常見形式 |
02、橫向鋼筋之討論議題
陳正平 技師(引用文章如下方)針對現行『結構混凝土設計規範』對於繫筋二端之彎鉤,未鉤住橫箍筋,而僅鉤住縱向柱主筋之綁紮方式對房屋結構柱所產生之安全疑慮。因為,柱構材在建築結構系統中除須承載結構體之軸向載重及各種水平剪力及彎矩,故柱構材中橫向鋼筋之綁紮方式是否能確實發揮圍束效果,對結構體之安全性及穩定性影響至鉅。
(1)由於繫筋並未鉤住箍筋,致箍筋在轉角間之全段橫箍筋均無側撐。因此無法充分發揮圍束混凝土之功能。
(2)因為規範規定「在柱構材橫斷面周圍上之柱主鋼筋.其無橫向支撐者至有橫向支撐者之淨距不得大於15公分」,以及「繫筋或閉合箍筋相鄰各肢之中心距不得超過35cm」等規定;亦即容許柱主筋隔一根才提供側撐即可,此項規定對較大尺寸之柱或扁柱,柱主筋中無繫筋提供橫向支撐者,從柱頂至柱底全段均幾乎無側撐,此種現象將造成幾近半數之柱主筋,其無支撐長度太長,因此會產生提前挫屈而無法承受軸壓力,尤其是當混凝土保護層剝落後之情况更為嚴重。
引用文章
01:陳正平技師
http://www.twce.org.tw/modules/freecontent/include.php?fname=twce/paper/667/2-1.htm
http://www.twce.org.tw/modules/freecontent/include.php?fname=twce/paper/585/2-1.htm
請問現在自地自建的鐵工說:筏式基礎裡柱的輔助箍筋(一邊90一邊135)不需要有,只要有綁閉合箍筋圍住柱的直立鋼筋就可..
回覆刪除請問這是正確的嗎?(我的柱是設計35*60...房子設計3樓,但3樓面積有一半是開放的露台)
另外請問為什麼筏式基礎的柱鋼筋圖都沒有畫出輔助鋼筋的圖號標示
1.是業界都一定會綁輔柱鋼筋,所以不用特別畫出註明
2.還是現在的法規已經可以允許不用綁筏基的輔柱鋼筋
謝謝