土木工程 115 年鋼筋混凝土學考古題

我國規範之常重混凝土彈性模數經驗公式 12,000 c c E f ，為美國ACI318 規範經驗公式 15,000 c c E f 之80%。請說明混凝土標準圓柱試體之彈性 模數如何計算？（繪一應力應變曲線圖輔以文字說明），又為何我國的混凝 土彈性模數經驗值較低（相較於美國規範經驗值）？（25 分）

如圖一所示，某一雙筋梁斷面寬度40 cm，全深60 cm；拉力鋼筋配置 4 支D32 鋼筋，有效深度53 cm；壓力鋼筋為2 支D25 鋼筋，有效深度 為7 cm。已知混凝土設計抗壓強度 2 350 kgf/cm cf ，鋼筋規定降伏強度 2 5600 kgf/cm yf 。試求此斷面之彎矩設計強度 n M 。（25 分） 圖一

依我國規範計算某一橫箍柱斷面受軸力與單向彎矩之設計強度 ( , n n M P )關係如圖二所示，其中橫軸為彎矩（單位tf-m），縱軸為軸力 （單位tf），幾個轉折點的座標：A(0, 416)、B(19.5, 416)、C(41.85, 168.2)、 D(51.35, 95.1)、E(0, −195.6)。試求此柱： ㈠在無偏心載重下之標稱軸力抗壓強度Po。（10 分） ㈡在平衡破壞狀態（ t ty ）之標稱軸力強度Pn,b。（5 分） ㈢在拉力控制限界（ 0.003 t ty ）之標稱軸力強度 , n TCL P 。（5 分） ㈣在無偏心載重下之標稱軸力抗拉強度To。（5 分） 圖二 -200 -100 0 100 200 300 400 500 0 10 20 30 40 50 60 C E D B A

圖三為一耐震柱搭接續接示意圖，已知柱淨高Hn=280 cm，斷面寬度 50 cm，全深50 cm，縱向鋼筋配置8 支D25，橫向鋼筋為D13，所有 鋼筋未塗布，降伏強度 2 4200 kgf/cm yf ；常重混凝土規定抗壓強度 2 350 kgf/cm cf 。試求： ㈠參考規範表25.4.2.3 計算D25 鋼筋之伸展長度。（5 分） ㈡圖三中(a)或(b)那一種搭接方式「不符合」我國規範對於耐震柱之規 定？請說明原因。（10 分） ㈢承上，取符合規範者，計算D25 鋼筋之搭接續接長度。（10 分） 圖三