受拉鋼鐵搭接問題

Question

甲級搭接:在規定搭接長度內鋼筋之使用量至少為分析值之兩倍,且搭接鋼筋面積百分比小於50%時

覺得的這兩句話有點矛盾,鋼筋使用量增加,面積比卻小於50%,
看不懂耶?

Answer 1

看不懂嗎 ?
這兩句話是指不同的兩個條件。

甲級搭接：在規定搭接長度範圍內鋼筋之使用量至少為分析值之兩倍，且在該搭接長度範圍內，以搭接方式綁紮之鋼筋其面積不超過全部鋼筋面積之50%時，得採用甲級搭接。

例如，假設有一支簡支梁，梁中央處受一集中荷重，梁中央處產生的彎距最大，在梁中央處張力鋼筋需要量之分析值為六支五號鋼筋，假設設計為使用六支五號鋼筋，長度是從梁的一端至梁的另一端，也就是說，梁的每一個橫斷面都是六支五號鋼筋。

在距梁的兩端 1/4 梁長處，因為該處彎距只有梁中央處彎距的一半，所以該處實際鋼筋需求量只要三支五號鋼筋即可。由於實際使用量為六支五號的，因此，在梁的兩端 1/4梁長範圍內，鋼筋使用量是等於或大於需要量之兩倍。使用量至少為分析值之兩倍就是這個意思。這個規範的用意是鼓勵盡量把鋼筋搭接安排在鋼筋需求量較少的位置(亦即彎距較小處)。

「搭接鋼筋面積百分比不大於50%」是指 在任何橫斷面內，以搭接方式綁紮之鋼筋其面積不超過全部鋼筋面積之50%。

在上面例子中，如果沒有搭接，則梁的每一橫斷面都是六支五號鋼筋。如果有搭接，如果在同一橫斷面裡有三支鋼筋是搭接的，則該橫斷面裡搭接鋼筋之面積佔全部鋼筋面積之50% (六支裡有三支是搭接的)。如果在同一橫斷面裡有四支鋼筋是搭接的，則該橫斷面裡搭接鋼筋之面積佔全部鋼筋面積之67% (六支裡有四支是搭接的)。這個規範的用意是鼓勵盡量把鋼筋搭接的位置分散，不要集中在相近的位置。

上面例子中假設簡支梁的混凝土是 3,600psi，鋼筋fy是 60,000psi，則鋼筋之甲級搭接是 40倍鋼筋直徑，乙級搭接是1.3*40倍鋼筋直徑，也就是 52倍鋼筋直徑。

在上面例子中使用六支五號鋼筋且無法避免搭接時，假設把鋼筋搭接安排在梁的兩端 1/4 梁長範圍內，每一端各搭接三支，如此，則可採用甲級搭接，搭接長度為40倍鋼筋直徑，即 64cm，在任何一段 64cm長度範圍內最多只有搭接三支。

若無法同時符合「使用量至少為分析值之兩倍」 與「搭接鋼筋面積百分比不大於50%」這兩個條件的話，就必須採用乙級搭接。

以上是受拉鋼筋，壓力鋼筋另有規定。


參考資料：
ACI Code 12.15.2 — Lap splices of deformed bars and deformed wire in tension shall be Class B splices except that Class A splices are allowed when: (a) the area of reinforcement provided is at least twice that required by analysis over the entire length of the splice, and (b) one-half or less of the total reinforcement is spliced within the required lap length.