有問必答(一 )鋼筋03/27
這是讀者的一些問題。好像有兩題無法回答，歉甚、待我有空問問結構技師。
其他的我也會順便問一下。如有更正，下篇再說。
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這些問題看似簡單，但常有一些衝突的另類迷思？不知前輩看法如何？
l 柱之繫筋兩端彎鉤要勾住箍筋？還是勾住主筋？
依據圖說(鋼筋圖)，箍筋是勾住主筋。道理不清楚，按圖施工是我一直強調的，照圖做，絕對錯不了。
***97/3/27補充***:一般地震破壞時，柱的主筋破壞的情況很少、多因箍筋擠壓暴開而斷裂，因此，為避免箍筋受力撐開，所以設計彎鉤鉤住主筋。如果。彎鉤不勾住主筋，如何防止箍筋因受力而爆開，導致樑斷裂?
l 柱之主筋結束時終點為何要做彎鉤？
這個比較簡單，這是搭接長度/握裹力的原因。做90度彎鉤才不會突出頂版，而且應埋在梁中。
l 柱之搭接是傳統方式較好？還是用續接器？
理論上，如果是合格的續接器兩者效果應該一樣。但是，我還是比較相信傳統方式，續接器是不得已的情況之下採用的。而且就我個人所知:日本的續接器一再改良，舊的續接器廢棄/淘汰不用，所以顯然以前的續接器有問題。我們怎麼知道以後人會不會說:現在(2008年)的續接器有問題?
l 梁主筋之錨錠長度與標準彎鉤之相互衝突
這題我不懂。什麼的標準彎鉤?
l 梁主筋之彎鉤要朝哪個方向？（如果錨錠皆夠長，向下與向左右不可嗎？）
這是不是第一題的終端樑的彎鉤。圖上一定是上層筋向下，下層筋向上。我想因為是握裹力的關係，放在版上一定不行，如果說放在端點左右樑中，只要混凝土不因受力破裂應該也不是問題(但是，如果是水平放，樑筋彎鉤的保護層可能只有幾公分，應有疑慮。)所以最好還是按圖施工。
l 梁中為何要加腰筋？（take扭力，那邊樑呢？）
一般加腰筋的樑都是很深的樑(如地樑)，邊樑我沒見過，應請教結構專家。
***97/03/27補充****如果樑需要承受比較大的扭力(廠房挑空層的邊樑最常發生)，就必須設計腰筋。一般的樑簡單的說只承受上下兩向的力，承受扭力的樑必須承受上下左右四個面的力。因此如果是承受扭力的樑最好是類似tube的系統。換句話說上下兩面的鋼筋量與側面的鋼筋量(配置)應該相同。所以才有腰筋。
地樑(深樑)也承受一些扭力，但是腰筋的成因多是因為最小鋼筋量的問題。
l 梁主筋錨錠時(若柱夠長)樑端用彎鉤好？還是直筋好？
當然是直筋好。以前不連續的版筋到端點要加彎勾，後來因為彎鉤處會形成集中應力，反而讓彎鉤鉤住的混凝土先行破壞，所以後來版筋的彎鉤都取消掉了。同理，90度的彎鉤，轉角處一定也會產生集中應力，用直通筋讓握裹力平均分攤是不是比較好?
l 版筋正確搭接位置？（工地通常會做在梁內，很難依標準施工圖做）
這個問題我也不懂。閣下認為版筋的搭接正確位置在哪裡?
l 下層版筋為何不做彎鉤？（有時要做錨錠也不可能）
版筋的彎鉤被取消，原因前面已說過。下層筋的錨碇長度我記得與梁寬相同就出不多了。3分筋的d值是多少?錨碇需要?d?算算看吧。
版之角隅補強中何謂角隅？（最邊邊或開口部才算嗎？那樓梯小梁周邊呢？）
我知道的是開口補強。角隅?那我要問問看囉。如果樓梯開口四周都有小樑或是主樑，就不必補強。一般是開口轉角沒有梁/柱時，就要補強。早期，補強的方法、理論多如牛毛，現今不知是哪一種補強方式?幾支45度角的補強筋?
l 樓梯之配筋是否過量？（與版筋來比，樓梯通常只需要承受靜載重）
樓梯配筋的計算與版配筋是相同的道理，但是因為施工不易(如果也是跟版一樣的配筋方式)，所以多簡化，簡化又安全就會鋼筋多放一些(取大值)。而且，這個配筋方式，也有許多不同的說法，如果你的結構不錯，可以拿結構計算書來研究。不過，我相信有些結構計算書可能不會單獨列出樓梯版的計算式。
感謝前輩的解答，言簡意賅。對自身提出之問題，也試著找尋資料，並在此提出以作參考
回覆刪除一、柱之繫筋兩端彎鉤要勾住箍筋？還是勾住主筋？
在所有的工地上我們幾乎都可看到繫筋的彎鉤都是鉤在柱的主筋上而不是鉤在箍筋上，因此以上使繫筋在箍筋桿件中間形成一個支承點的結構效果在這個情況下就有了一個極大的落差。繫筋兩端彎鉤要勾住箍筋還是勾住主筋，學術上的討論極多，意見亦常相左，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所產生之安全疑慮甚多，對柱之承載能力及韌性影響甚大。
ACI 318-77則規定繫筋要鉤在橫箍筋。雖然箍筋受側壓力後有向外彎曲變形之現象，但繫筋鉤住箍筋的作法，除可避免柱主筋之側撐效果受到箍筋撓曲勁度的影響而打折扣，亦可大幅減小箍筋之無支撐長度(亦即提高勁度)。另外當箍筋彎曲變形越大，進入大變形行為後可形成懸吊的行為，而致圍束能力增加的現象，故可發揮部份圍束功能。其可產生之效益歸納如下：(1)增加柱核心有效之圍束面積，提高柱之承壓能力。(2)箍筋可分擔部份柱核心受壓所產生之向外爆開之力量，減小作用於柱主筋之側壓力，減緩柱主筋發生挫屈之機會，可使柱主筋發揮其承壓能力。(3)對未與繫筋交會之柱主筋，可由幾乎沒有側撐之情况獲得大幅改善，所增加之承壓能力助益最大。(4)可減少箍筋及繫筋所承受之柱主筋向外挫屈力。
由以上討論顯示，ACI318-77所提出將繫筋二端之彎鉤鉤住橫箍筋之作法，應屬較合乎力學原理及安全之原則。
二、柱之主筋結束時終點為何要做彎鉤？
柱的頂層彎鉤常規定九十度朝外，則部分彎鉤的尾端將伸入可能只有 十二公分 且已經配置四層版筋(上、下層各有縱橫兩向)的樓版之中，照圖施工的結果極可能是一層又一層的鋼筋讓 十二公分 的樓版完工之後變成 十五公分 、甚至更厚…，如果柱的頂層彎鉤真的那麼重要，伸入樓版之中到底合不合理？閱讀相關文獻，日本方面規定柱頂四個角落的主筋應施作彎鉤，其餘免施作，與國內常見的鋼筋標準圖的規定不同。且書中的柱頂彎鉤以一百八十度繪製，因此建議當九十度標準彎鉤施作不易時，可考慮採用一百八十度標準彎鉤。
三、柱之搭接是傳統方式較好？還是用續接器？
我也是比較相信傳統方式，續接器是許多傳統方式無法施作情況之下採用的，必須以續接器取代傳統方式之範疇有：
1、建築結構體地下室施工時安全支撐下方柱筋搭接長度不足，以續接器克服之。
2、韌性結構設計，柱主筋若採用倍數搭接容易造成鋼筋排列太密，間隙不足，混凝土澆注困難，導致蜂巢現象；可以續接器克服之。
3、樑柱交界處鋼筋太密，接頭不易穿越，又須考慮內外箍筋綁紮困難等問題，又柱內主筋太密致使水電配管不易及混凝土澆注困難等問題，均可以使用鋼筋續接器而獲得改善。
4、SRC構造之使用愈來愈多，梁柱接頭處鋼筋與鋼骨續接亦常需借助續接器。
5、傳統搭接之續接方法，在連續壁施工中造成吊裝鋼筋籠困難，且連續壁正交樑預留筋容易斷裂，使用續接器可以克服。
目前鋼筋價格高漲、工資上揚，鋼筋續接器之組接速度比鋼筋搭接綁紮快，使用續接器可有效節省時間及施工成本，也許續接器的使用比例會因此又漸漸增多也說不定。
四、 梁主筋之錨錠長度與標準彎鉤之相互衝突
建築技術規則、土木401-86均規定主筋標準彎鉤的尾端長度等於12db，而上部鋼筋Lt、一般鋼筋Ld是指直通鋼筋的錨碇長度。結構設計者將直通鋼筋的錨碇長度「轉用」於梁主筋彎鉤，依據許多文獻記載，此一規定非屬適當。因此，梁主筋在終止端的埋入柱中長度須符合Lt或Ld的規定與規範意旨多有不合。
梁主筋在終止端的埋入柱中長度常規定在一般樓層的上部鋼筋須符合錨碇長度Lt（頂層更長）、一般鋼筋須符合Ld，長度相當之長。在多數情形下，符合前述規定的彎鉤尾端長度實已遠大於九十度主筋標準彎鉤所規定的12db。如果照圖施工，即使施工不是問題，當業主要求下層梁主筋的彎鉤必須朝上時，混凝土澆灌完成後的彎鉤是否將伸出樓版面之上？
五、 梁主筋之彎鉤要朝哪個方向？（如果錨錠皆夠長，向下與向左右不可嗎？）
結構混凝土設計規範15.6.4 節規定直線鋼筋終止於接頭者應延伸至柱圍束核心區之另一面，以90度彎鉤置於柱之圍束核心中。ACI-ASCE352研究報告亦建議梁端鋼筋錨定彎鉤之方向均向柱頭內側彎入。另外紐西蘭混凝土結構標準第7.5.2.4節亦明確規定『所有終止於梁柱接頭內之梁鋼筋，均必須具有標準彎鉤或機械錨定設施，且須儘可能貫穿柱之圍束核心延伸至柱核心之另一面，其深入柱核心之深度不得小於3/4柱深。上層筋僅可向下彎入接頭內，下層筋必須向上彎入接頭內』。
以上規定之目的均為當梁端達到塑鉸，主筋在承受反復應力之情況下，須能確保鋼筋之錨定能達到降伏應力。另一方面梁主筋向內側彎，才能符合梁柱接頭之平衡力系模式。
六、版筋正確搭接位置？
下層筋可以在梁內搭接，但上層筋則必須避開柱列帶，於中央區搭接。但如此做法會造成檢料與現常施工之諸多麻煩，所以工地現塲幾乎都在梁內搭接，其實這並不符合標準圖之要求。
七、版之角隅補強中何謂角隅？（最邊邊或開口部才算嗎？那樓梯小梁周邊呢？）
依梁結構混凝土設計規範第6.4.6 節規定「版支承於梁，若梁與版之撓曲勁度，以防止斜向龜裂發生。由以上規定可知角隅補強筋係以梁所區隔之小版決定比值a＞1，則版之外角隅處應加置角隅補強鋼筋(內角隅則無規定)，但仍須符合角隅補強筋應置放在每個方向距角隅1/5長向跨度範圍內。惟若版之長邊與短邊之比值大於2.5倍時，版之行為接近單向版之行為，但在角隅處仍為雙向行為，故單向版之外角隅處仍須配置角隅補強筋，惟當長邊之1/5大於短邊之1/2時，補強範圍應可不必大於短邊之1/2。
如此說來，當一個樓層只要被梁隔開就須在每支樑的外角隅做補強，那工程可是相當浩大（如連棟建築、學校、廠房等），工地會如此按規範施作的少之又少，要不然把整個版筋配密是否也可達到相同之設計標準呢？
至於角隅補強現行的標準施工圖皆建議採二組鋼筋與版邊平行配置，以避免多層鋼筋重疊配置致有效深度不足且混凝土搗實不易而使補強效果不彰。
標準圖者，施工、驗收之標準，其依據為規範。規範者，最低標準之要求。如果結構設計者在「施作的可能性」存在之下依據規範提高標準，則負責施工的營造廠自當照辦。但鋼筋標準圖中常有一些「要求不動」的規定以及諸如前述的迷惑，讓本應照圖施工的營造單位不得已只好「圖歸圖、做歸做」，這應該不是任何營建工作者樂見的結果吧。
其實，開始我就說過，結構是我很弱的一環、法規更差。我相信每個人不是萬能，所以，這個部分我也不想增強(補強)，因為光光談預算、品質、進度等等一般的規範已經搞死我了，完全沒有餘力去注意"法規"、"結構"或是"材料"、"學理"，如果需要，我倒是有一些朋友這方面很強(我們公司的一些案子，結構多是他們計算的)，下次有問題，我可以請他們答覆。
刪除鋼筋施工圖
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正好查標準彎鈎的相關報告
回覆刪除閣下的內容真的很棒
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