專技高考申論題
105年
[土木工程技師] 結構設計(包括鋼筋混凝土設計與鋼結構設計)
第 一 題
一、有一鋼筋混凝土托架如下圖所示，在工作載重下承受垂直靜載重PD = 20.0 tf，垂直活載重PL = 15.0 tf 及水平活載重NL = 3.0 tf，集中載重之中心距柱表面為 30 cm，柱為 50 cm × 50 cm 之方形柱。混凝土 f'c = 210 kgf/cm²、鋼筋 fy = 4200 kgf/cm²，鋼筋中心保護層厚d' = 6.5 cm。試設計此托架所需之鋼筋。（混凝土為整體澆置μ= 1.4，使用#8 主筋及#4 閉合箍筋）（25 分）
📝 此題為申論題
📜 參考法條
依規範主要載重組合如下：(1)U = 1.4D, (2)U = 1.2D+1.6L...
托架所需使用鋼筋之規定如下：Avf = Vu / (φ fy μ)
需要之 As = 2/3 Avf + An ≥ Af + An；需要之 Ah = 1/2 (As - An)
拉力筋最小鋼筋比 ρmin = 0.04 f'c / fy
max Vn ≤ 0.2 f'c bw d ≤ 56 bw d (kgf)
Vu > Nu ≥ 0.20 Vu；Mu = Vu * a + Nu (h - d)
思路引導 VIP
看到托架（Corbel）設計題，應立刻想到「剪力摩擦理論」的應用。解題三重點：(1) 檢核水平拉力陷阱，規範要求設計水平拉力 Nuc 不得小於 0.2Vu；(2) 依序計算抗剪摩擦鋼筋 Avf、抗彎鋼筋 Af 與直接抗拉鋼筋 An；(3) 依規範組合主筋 Asc 並配置符合面積與範圍要求之閉合箍筋 Ah。
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【解題關鍵】應用剪力摩擦理論進行托架設計，重點在於檢核最小水平拉力 Nuc ≥ 0.2Vu，並依此計算主拉力鋼筋與閉合箍筋需求量。 【解答】 Step 1：計算設計載重與幾何條件假設
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