鋼筋搭接及其他(作者：zdjppoxx)

不論柱或樑，在工程上是為當然的結構系統，牆或板除非有特殊功能者(如承重牆、擋土牆…等)才會是結構體的一部分，否則均算是作用在樑柱結構上的靜載重。所以在鋼筋規範中柱、樑之補強方式及其施工限制最多，其中佔很大的比例就是本篇文章中所討論的搭接。台灣經過921大地震的洗禮後，規範變了很多，工程人員不一定要把所有規範背的滾瓜爛熟，照著該工程的鋼筋標準圖說施作即可。

一、搭接位置：

        理論上直通筋最理想，但因生產、運送或施工性的限制，一定是需要搭接的，所以撿料時，搭接位置是很重要的考量之一。樑、柱搭接規範中，其單一構件之淨跨距內均有圍束區及非圍束區之分野，樑之淨跨距是柱皮到另一柱皮之間，柱之淨跨距為樑頂(樓板頂)到往上一樓的樑底之間，而圍束區一定集中在靠近樑柱接頭處，即結構行為上應力最大的地方，圍束區內之箍筋間距較小且不得搭接是為通則。

        大部分的樑配筋圖已直接註明距離柱皮多少長度為搭接位置，而且樑還有分受拉力區及受壓力區，只能在受壓區進行鋼筋搭接，即一般樑的上層筋需搭接在淨跨距的中間位置、下層筋中間不得搭接，需在兩側約1/4處；地樑因受土壤反力，受力方向相反，所以上、下層搭接位置則跟著相反，也有特殊樑如地下室很深，又不適用扶壁或因空間使用問題，會在擋土牆上外加擋土樑，其受力為水平方向，所以該樑也是90度橫躺的樑，反正樑搭接位置與受力方向有關。

        柱圍束區的算法也是各圖說不一定相同，一定要看各工程的標準圖，准搭位置在各標準圖上一定有畫，大部分的算法是1/4淨跨距，所以上、下之1/4淨跨距為圍束區，只剩中間1/2淨跨距內可搭接。以前為了方便施工省力的落地搭接(即鋼筋直接放在樓板上，從樓板上開始就算搭接)已不可行，即使因為鋼筋太重不好舉高綁紮固定而從樓板開始綁紥，其圍束區內鋼筋的重疊長度一率不得算入規範的搭接長度內，變相的浪費材料而已，而所謂的不同斷面搭接也不一定要隔層搭，一般規定是至少錯開60㎝以上即算是不同斷面搭接，隔層搭接只是最理想狀況而已。

        小弟也曾施作過隔層搭接的工程，該案件為地下一層，一樓為挑高樓層，只因其案件之鋼筋標準圖直接載明需隔層搭且地下層不得搭接，詢間建築師後(我想建築師也不懂或是不想問他的結構技師)就堅持要隔層搭接，所以有一半的柱筋需從基礎直到二樓超過圍束區再加搭接長，一支#8鋼筋長度近14米長，每支柱主筋都要用吊車，一支一支吊，施工慢不打緊，鋼筋上部沒地方固定，又怕施工期間來個地震，不又倒塌光了，危險性很高，真不知怎麼想的。

 

二、搭接長度：

        小弟非常同意大師所說的：「"鋼筋混凝土"工程是"實驗科學"」，錨定(伸展)長度要做實驗非常簡單，把每號鋼筋按不同的埋入長度灌漿在不同強度的混凝土內，等到28天後，試壓該批混凝土得到強度，再施力(不論拉力或壓力)於該鋼筋，只要露出混凝土外之鋼筋先破壞而不被拔出或刺穿混凝土，即為握裹力>鋼筋極限強度，實驗組數越多越能了解其間之相對關係。總得而言混凝土強度越強或鋼筋號數越小，錨定長度可越短。另外錨定長度又分為一般筋與頂層筋，所謂頂層筋是水平鋼筋，其下方混凝土超過30㎝者稱之，因為混凝土在澆置時需要震動器將混凝土內之空氣排出，但這些空氣上浮的時候容易卡在水平鋼筋的下方排不掉，進而影響握裹力，所以頂層筋的錨定長度需要較長一些。

        搭接長度的由來其實是從錨定(伸展)長度Ld來的，規範上或者它並不是一個係數，但以結果論來說，就是一個係數：1.3。小弟自己把這係數看成一個安全係數，至於這個係數的由來小弟也不知道，反正是專家學者提出的，應該沒有小弟所想的這麼膚淺吧！即把一般筋的錨定長度乘上1.3就得到頂層筋的錨定長度，把錨定長度乘上1.3又可得到搭接長度，換句話說，頂層筋的搭接長度=一般筋的錨定長度乘2次的1.3=1.7Ld。這係數有人使用1.33，或更大，反正只可大不可小就是了。

        在規範中又提到甲級搭接或乙級搭接，上段所提到的搭接長度屬於乙級搭接，而甲級搭接故名思義，是一種效率較高的搭接，所以其搭接長度可以較短，那到底可以比較短多少，就是把乙級搭接長度除以1.3就行了，不過另有規定最短搭接長度30㎝及最短錨定長度20㎝。

        所謂的甲級搭接，其定義為紥筋時任一同斷面搭接數不得大於50％，”且”設計強度為實際受力的2倍以上。注意這2個條件是”and”不是”or”，必需同時成立，一般工程師可以控制的條件只有第1個，至於設計上的安全係數是否>2，除非標準圖說上明確指明只要符合條件1即可將搭接長度/1.3或結構計算書上明確指出或是發文尋問結構設計者，否則工地人員是不可得知的，就只能乖乖的使用乙級搭接長度吧！

        另外題外話，因為業主的成本考量，即使技師很怕死，一般結構計算都是跑程式的，結構技師在只要在結構計算係數上把准許變位量調小一點，或是載重、作用力設定大一點，結構就會跟著改變，這部份業主比較難跟技師爭辯，所以不需要把比較容易產生爭議的安全係數設定超過2。這論點是小弟自己認為的，只是看到很多超量配筋的結構一直存在著，為什麼業主都不會唉唉叫呢？

        小弟一直有個疑問，柱筋搭接長度到底要用受拉還是受壓呢？雖柱斷面型式有考慮強、弱軸，但配筋上總是會繞一整圈，就是考慮到柱可能會受到不同方向的作用力，不像大部分的樑只有上、下層筋(如果有考慮其他方向作用力還是會加配腰筋)，柱一般來講當然是受壓的，但不均勻沉陷時之彎矩或地震力、風力及其他外力等水平方向作用力時，柱還是需抵抗拉力的，期望大師為小弟解惑。

 

三、搭接方式：

        搭接的方式，大師幾乎都已說明，小弟不再贅述，壓接在現在已幾不存在，至少小弟沒有做過，所以不好說些什麼，小弟在此要提的是續接器。我們都知道鋼筋有分高拉鋼筋SD420及中拉鋼筋SD280(那低拉鋼筋在那裏？？？)，也知道高拉鋼筋又分為可焊鋼筋(SD420W)及不可焊鋼筋，中拉鋼筋就無此區別了。

        我想大部分的工程師也都聽過熱軋鋼筋與水淬鋼筋。熱軋鋼筋才是可焊鋼筋，那是生產過程中另外再加入釩元素提高抗拉強度，且需讓鋼筋慢慢自然冷卻才生產出來的鋼筋，因為生產成本較高且過程較慢，所以單價較貴，而高拉的水淬鋼筋其實是一種山寨版的高拉鋼筋，那是利用類似古代鑄劍的原理，在鋼筋剛產生時還是高溫狀態下，加以大量的水使其急速冷卻，可讓鋼筋表層的強度提升，內部的鋼筋強度還是不足，讓外部的高強度來平衡內部的低強度，使其變為fy=4200的高拉鋼筋，可說是金玉其外敗絮其中的代表。

        水淬鋼筋是一種俗稱，一般在鋼筋的出廠證明書上是不會寫水淬鋼筋的，而是寫成「熱處理鋼筋」，這種鋼筋是不可焊鋼筋，拿來焊接的話會把鋼筋表層熔掉，再等他慢慢冷卻，破壞表層的高強度，讓其整體強度回到本來強度不足的狀態，我想壓接的方式因為也雷同，不得使用吧！

        鋼筋續接器因技術慢慢進步，有分為摩擦壓接型、油壓冷束型、油壓冷束強化車牙型、鋼筋車牙型…等，經過921震災後，結構耐震規範更上一層，使的現在的搭接長度非常長，如果鋼筋號數大的話，因成本的考量，越來越多施工單位會改用續接器，但從水淬鋼筋的生產過程來說，至少水淬鋼筋不可使用車牙型的續接器，因為他會把鋼筋高強度表面車掉，留下來的只剩敗絮其中而已。

 

四、搭接算不算是弱點：

        這個問題其實是簡單，規範上既有規定一定的搭接位置，即表示規範承認它是弱點，至少比直通筋還弱，我想不相信施工單位的施工品質也是考量因素之一吧。但是否一定要隔層搭接或者要不同斷面搭接則是另一回事了，如同大師有篇文章提到建築師喜歡把防水工程後面加個責任施工的道理一樣，規範或施工標準圖所提到的是可接受的最低標準，工程人員只要按照圖說上的做法撿料，再依此料單繪製施工圖提交監造單位核準即可。所謂的按圖施工，即是按此審核過的施工圖施工，監造單位則按此施工圖查核，即使是同斷面搭接，只要搭接位置正確、搭接長度足夠，這個結構弱點只是個相對較弱的點但卻是個安全無虞的點，換句話說，那已經不再是個弱點。建築師與結構技師就要對他們所提出標準圖負完全責任，如果還要在「鋼筋綁紥」的工程名稱後面再加個責任施工，那不是很怪嗎？建築師及專業技師們又有什麼責任可言呢？

 

五、鋼筋的迷思：

        鋼筋混凝土的英文直接翻譯過來是「加強的混凝土」，小弟有幸聽過一位結構技師公會理事長提過：「鋼筋混凝土的主角是混凝土，而不是鋼筋」，小弟對這個論點非常佩服，以下是他的論點。

        目前台灣所有產、官、學界均把鋼筋視為重點項目，震災後把配筋規範變更許多，各樓層灌漿時也是勘驗鋼筋(雖然官員們不一定看得懂，目的大概只是要控制各樓層的施工天數)，從不會在灌漿當天到現場抽查，另雖然在學校時一定有學過什麼是平衡鋼筋量、鋼筋不足設計，但真的執業了，設計單位也是拼老命的加大鋼筋量，規範明明寫明了鋼筋量不得大於平衡鋼筋量的的75％，但好像沒人管這個，只要業主質疑結構強度，很簡單，所有#6主筋變成#8主筋，#3箍筋成#4箍筋，半天就改好了。反正房子倒了，就是鋼筋的問題。

      921震災倒掉的房子，大部分的鋼筋只是打開給人看到，這鋼筋真的是按圖施工，加工後的尺寸和支數都對，那一定是搭接長度或其他規範不足，真的就只是這樣嗎？我們都做過鋼筋抗拉強度的試驗，知道鋼筋受拉力破壞前時，會有被拉長且有頸縮的現象，震災中到底有多少鋼筋出現了頸縮現象了呢？絕大部分都是因為混凝土承受不住先碎掉了而倒塌的！如果是，當時候的配筋規範真的不足嗎？

        所以身為工程師的我們是否也應該有所警惕呢？灌漿時按步就班的做，不能加水就是不加水，該震動搗實，也不可少，總而言之，使混凝土能達到它應有的強度更為重要，否則鋼筋的握裹力不足，再長的搭接也沒用，不是嗎？

        以上是小弟僅就搭接部分想到什麼就寫什麼，如有錯誤望請指正，小弟也只是一般的工地工程師，沒能有多深入的見解，一定還有遺漏很多東西沒寫到，原諒！原諒！但大原則還是一句老話：「按圖施工」囉。