混凝土工程設計規範之應用（下冊）

本書依據編審小組多年實務經驗編撰，內容遵照內政部「建築技術規則建築構造編(96年版)」、「混凝土結構設計規範(100年版)」、「建築物耐震設計規範及解說(95年版)」以及「建築物風力設計規範及解說(96年版)」之相關規定。下冊之前半部份“鋼筋混凝土建築物之結構設計流程”係依據本學會最新編著之「混凝土工程設計規範與解說(土木401-100)」，其內容係將一棟建築物從1.資料整合2.結構規劃3.載重計算4.結構分析5.構材設計6.配筋細節及繪圖7.施工性檢討等完整之建築結構設計流程全部整合起來，其涉及之規範除「混凝土工程設計規範」外，尚包括最新「建築技術規則」、「建築物耐震設計規範及解說」、「建築物風力設計規範及解說」、「建築物基礎構造設計規範」等。然而與「混凝土工程設計規範」關係最密切者為「構材設計」，其內容包括主梁、柱、版、結構牆、基礎、小梁等之設計流程圖，不僅可結合上冊中為特定構件要求之各類範例，使符合規範中各相關章節，並包括「耐震設計之特別規定」之全部要求，且使構材設計內容更完備，而不致有所遺漏，下冊後半部份則以「鋼筋混凝土建築物之整體結構設計例」之實例演算來補充說明建築物結構設計流程圖及相關規範之規定，使讀者於「按圖索驥」之過程中更能掌握設計要旨。

內政部營建署已於100年6月9日公告我國新版「混凝土結構設計規範」，並於100年7月1日起正式實施，內容相較於前版已有諸多改變，以因應混凝土新技術與新工法的快速發展。「混凝土工程設計規範之應用(土木404-100)(下冊)」的出版，係為使工程師能盡快熟悉新版混凝土國家規範內容，並落實應用於工程實務中，以符合國家法規之規定。

Part-Ⅲ 鋼筋混凝土建築物之結構設計流程
1 鋼筋混凝土建築物之結構設計 ..................................................................... Ⅲ-1
1.1 設計總流程圖RB .................................................................................. Ⅲ-1

2 載重計算 ..................................................................................................... Ⅲ-2
2.1 垂直載重計算流程圖AV ........................................................................ Ⅲ-2
2.2 地震力計算流程圖CE ........................................................................... Ⅲ-3
2.3 風力計算流程圖CW ............................................................................. Ⅲ-4
2.4 載重組合流程圖AC .............................................................................. Ⅲ-5

3 鋼筋混凝土構材設計 ................................................................................... Ⅲ-6
3.1 大梁設計流程圖DB .............................................................................. Ⅲ-6
3.1.1 矩形梁之撓曲設計流程圖DB1 ....................................................... Ⅲ-7
3.1.2 T型梁之撓曲設計流程圖DB2 ....................................................... Ⅲ-8
3.1.3 梁之剪力設計流程圖DB3 .............................................................. Ⅲ-9
3.1.4 梁之扭力設計流程圖DB4 ............................................................ Ⅲ-10
3.1.5 梁斷面之鋼筋配置流程圖DB5 ..................................................... Ⅲ-12
3.1.6 韌性梁斷面之鋼筋配置流程圖DB6 .............................................. Ⅲ-13
3.1.7 梁端為逆鐘向彎矩之橫向鋼筋間距設計流程圖DB6-1 ................. Ⅲ-16
3.1.8 梁端為順鐘向彎矩之橫向鋼筋間距設計流程圖DB6-2 ................. Ⅲ-17
3.1.9 梁之撓度校核流程圖DB7 ............................................................ Ⅲ-18
3.2 柱設計流程圖DC ................................................................................ Ⅲ-20
3.2.1 柱之長細效應流程圖DC1 ............................................................ Ⅲ-21
3.2.2 柱強柱弱梁設計流程圖DC2 ........................................................ Ⅲ-23
3.2.3 柱之主筋設計流程圖(採用單軸彎矩設計)DC3 ............................. Ⅲ-24
3.2.4 柱之主筋設計流程圖(採用雙軸彎矩設計)DC4 ............................. Ⅲ-25
3.2.5 柱縱向鋼筋檢核DC5 ................................................................... Ⅲ-26
3.2.6 柱之橫向鋼筋配置流程圖DC6 ..................................................... Ⅲ-27
3.3 梁柱接頭韌性設計流程圖BC .............................................................. Ⅲ-31
3.4 樓版設計流程圖DS ............................................................................ Ⅲ-32
3.4.1 有梁雙向版係數法設計流程圖DS1 .............................................. Ⅲ-33
3.4.2 無梁雙向版剪力設計流程圖DS2 ................................................. Ⅲ-34
3.4.3 直接設計法計算各版之總正負設計彎矩流程圖DS3 ..................... Ⅲ-35
3.4.4 相當構架法計算各版之總正負設計彎矩流程圖DS4 ..................... Ⅲ-36
3.4.5 計算柱列帶與中間帶之正負彎矩及其配筋流程圖DS5 ................. Ⅲ-37
3.4.6 版與柱間若有不平衡彎矩需傳遞時之檢核流程圖DS6 ................ Ⅲ-38
3.5 結構牆設計流程圖DW ....................................................................... Ⅲ-43
3.5.1 含邊構材構架結構牆設計流程圖DW1 ........................................ Ⅲ-44
3.5.2 不含邊構材結構牆設計流程圖DW2 ............................................ Ⅲ-45
3.5.3 含邊構材獨立結構牆設計流程圖DW3 ........................................ Ⅲ-46
3.6 獨立基腳設計流程圖DFF .................................................................. Ⅲ-49
3.7 樁基礎設計流程圖DPF ...................................................................... Ⅲ-51
3.8 小梁設計流程圖DJ ............................................................................ Ⅲ-53
3.9 深梁設計流程圖DD ........................................................................... Ⅲ-54

4 地下室開挖擋土結構設計 ......................................................................... Ⅲ-56
4.1 地下室開挖擋土結構設計流程圖DSW ............................................... Ⅲ-56

5 極限層剪力設計 ........................................................................................ Ⅲ-57
5.1 極限層剪力設計流程圖CE ................................................................. Ⅲ-57

6 隔震結構設計 ........................................................................................... Ⅲ-58
6.1 隔震建築物地震力計算流程圖CEI ..................................................... Ⅲ-58

Part-Ⅳ 鋼筋混凝土建築物之整體結構設計例
1 結構規劃 .................................................................................................... Ⅳ-1
1.1 收集工程基本資料 ............................................................................... Ⅳ-1
1.1.1 建築基地概況 ............................................................................... Ⅳ-1
1.1.2 建築設計概述 ............................................................................... Ⅳ-1
1.1.3 地質鑽探資料 ............................................................................... Ⅳ-2
1.1.4 設計規範 ...................................................................................... Ⅳ-2
1.1.5 結構分析程式 ............................................................................... Ⅳ-2
1.2 決定結構系統 ...................................................................................... Ⅳ-2
1.3 決定基礎型式及開挖方式 .................................................................... Ⅳ-2
1.4 選用結構材料及規格 ........................................................................... Ⅳ-2
1.5 決定構材尺寸 ...................................................................................... Ⅳ-3
1.6 結構系統之模擬 ................................................................................ Ⅳ-14
1.6.1 結構體模擬 ................................................................................ Ⅳ-14
1.6.2 地盤與結構互制之模擬 ............................................................... Ⅳ-15

2 載重計算 .................................................................................................. Ⅳ-16
2.1 垂直載重分析 .................................................................................... Ⅳ-16
2.1.1 樓版載重計算 ............................................................................. Ⅳ-16
2.1.2 柱重量計算 ................................................................................ Ⅳ-18
2.1.3 大梁重量計算 ............................................................................. Ⅳ-18
2.1.4 小梁重量計算 .............................................................................. Ⅳ-19
2.1.5 牆重量計算 ................................................................................. Ⅳ-20
2.1.6 各樓層重量(計算設計地震力用) .................................................. Ⅳ-21
2.1.7 活載重 ........................................................................................ Ⅳ-21
2.1.8 浮力校核 ..................................................................................... Ⅳ-22
2.2 地震力分析 ........................................................................................ Ⅳ-23
2.2.1 地震力分析參數 .......................................................................... Ⅳ-23
2.2.2 地震力靜力分析及校核 ............................................................... Ⅳ-27
2.2.3 地震力動力分析及校核 ............................................................... Ⅳ-32
2.3 風力分析 ............................................................................................ Ⅳ-35
2.3.1 風力分析基本資料 ...................................................................... Ⅳ-35
2.3.2 順風向設計風力計算 ................................................................... Ⅳ-36
2.3.3 橫風向設計風力計算 ................................................................... Ⅳ-41
2.3.4 作用在建築物上之扭矩 ............................................................... Ⅳ-44
2.3.5 建築物設計風力之組合 ............................................................... Ⅳ-47
2.3.6 建築物容許層間變位角 ............................................................... Ⅳ-47
2.3.7 建築物最高居室樓層側向加速度之計算 ...................................... Ⅳ-47

3 載重組合 ................................................................................................... Ⅳ-55

4 鋼筋混凝土構材設計 ................................................................................. Ⅳ-61
4.1 主梁韌性設計 ..................................................................................... Ⅳ-61
4.1.1 設計已知條件 .............................................................................. Ⅳ-61
4.1.2 斷面校核 ..................................................................................... Ⅳ-61
4.1.3 撓曲設計 ..................................................................................... Ⅳ-62
4.1.4 剪力設計 ..................................................................................... Ⅳ-64
4.1.5 扭力設計 ..................................................................................... Ⅳ-65
4.1.6 韌性校核 ..................................................................................... Ⅳ-66
4.1.7 主梁設計結果 .............................................................................. Ⅳ-68
4.1.8 鋼筋之配置與裂紋控制 ............................................................... Ⅳ-69
4.2 柱韌性設計 ........................................................................................ Ⅳ-69
4.2.1 校核斷面尺寸限制 ...................................................................... Ⅳ-70
4.2.2 長細效應檢討 .............................................................................. Ⅳ-70
4.2.3 柱最小計算彎矩強度要求 ............................................................ Ⅳ-71
4.2.4 計算縱向鋼筋 .............................................................................. Ⅳ-75
4.2.5 柱計算橫向鋼筋 .......................................................................... Ⅳ-89
4.3 梁柱接頭韌性校核 .............................................................................. Ⅳ-94
4.3.1 梁柱接頭內柱橫向鋼筋 ............................................................... Ⅳ-94
4.3.2 接頭內剪力強度校核 ................................................................... Ⅳ-94
4.4 版設計 ............................................................................................... Ⅳ-95
4.4.1 設計已知條件 ............................................................................. Ⅳ-95
4.4.2 檢核版厚 .................................................................................... Ⅳ-96
4.4.3 核算設計剪力 ............................................................................. Ⅳ-96
4.4.4 樓版主筋分析與設計 .................................................................. Ⅳ-96
4.5 結構牆設計 ........................................................................................ Ⅳ-98
4.5.1 牆水平載重設計 ......................................................................... Ⅳ-98
4.6 基礎分析及檢討 .............................................................................. Ⅳ-101
4.7 小梁設計 ......................................................................................... Ⅳ-102
4.7.1 設計已知條件 ........................................................................... Ⅳ-102
4.7.2 斷面校核 .................................................................................. Ⅳ-102
4.7.3 撓曲設計 .................................................................................. Ⅳ-103
4.7.4 剪力設計 .................................................................................. Ⅳ-104
4.7.5 扭力設計 .................................................................................. Ⅳ-105
4.7.6 梁斷面鋼筋配置 ....................................................................... Ⅳ-105
4.7.7 梁之撓度校核 ........................................................................... Ⅳ-106
4.8 一樓樓版地震剪力傳遞能力之檢核與設計 ....................................... Ⅳ-107
4.8.1 近地下室外牆之一樓樓版剪力及彎矩傳遞檢討 .......................... Ⅳ-110
4.8.2 近結構牆之一樓樓版剪力傳遞檢討 ............................................ Ⅳ-112

5 極限層剪力強度之檢核 ............................................................................ Ⅳ-113
5.1 構架降伏機構 ................................................................................... Ⅳ-113
5.2 構材塑性彎矩計算 ............................................................................ Ⅳ-114
5.2.1 柱斷面塑性彎矩Mpr之計算 ........................................................ Ⅳ-114
5.2.2 梁塑性彎矩計算 ........................................................................ Ⅳ-117
5.2.3 牆塑性彎矩計算 ........................................................................ Ⅳ-118
5.3 極限層剪力計算 ............................................................................... Ⅳ-119
5.3.1 柱之極限剪力計算 ..................................................................... Ⅳ-119
5.3.2 結構牆之極限剪力計算 ............................................................. Ⅳ-121
5.3.3 極限層剪力強度檢討結果 ......................................................... Ⅳ-122

附錄
附錄A 設計輔助圖表－柱軸力與彎矩強度關係圖 ........................................... A-1
A.1 柱軸力與彎矩計算強度關係圖 ............................................................... A-1
A.2 柱軸力與彎矩設計強度關係圖 ............................................................... A-9
附錄B 設計輔助圖表－雙軸彎曲矩形柱之設計常數值 .................................. B-1
附錄C 採用100年7月耐震規範計算設計地震力 ............................................. C-1