高考申論題
109年
[土木工程] 鋼筋混凝土學與設計
第 三 題
一建築物柱示意圖如下，原設計縱向鋼筋配置12支D32鋼筋（直徑3.22 cm）。規範規定耐震柱縱向鋼筋之搭接僅容許於構材淨長之中央1/2內，鋼筋並應考慮為拉力搭接。若施工時擬於柱中央斷面全部搭接12支D32鋼筋，試依規範計算鋼筋搭接長度為若干cm？是否能夠在柱淨高之中央1/2內完成搭接？若否，請提出可能的解決方案？（25分）
已知混凝土規定抗壓強度f'c=280 kgf/cm²，鋼筋降伏強度 fy=4200 kgf/cm²，受拉伸展長度ℓd之簡易估算公式 ℓd = (0.19 fy ψt ψe λ / √(f'c)) db
📝 此題為申論題
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本題結合了「伸展長度計算」與「耐震設計細部規定」。第一步：代入題目給定的簡易公式計算基本受拉伸展長度 ℓd。由於是柱的直立鋼筋，非頂層鋼筋，ψt=1.0；未提及環氧樹脂塗層，ψe=1.0；常重混凝土，λ=1.0。第二步：判斷搭接等級。題目指明「全部搭接(100%)」，依規範若同一斷面搭接比例超過 50%，屬於「乙級搭接」，需乘上 1.3 倍的乘算因數，求出 lst = 1.3 ℓd。第三步：檢核幾何限制。由圖面知柱淨高為 320 cm，其中央 1/2 長度為 160 cm。比較 lst 與 160 cm 的大小。第四步：提出解決方案。若搭接長度不足，實務上常見的替代方案為改用機械式續接器（Coupler）或銲接，抑或是提高混凝土強度、將搭接位置錯開（雖然耐震規定嚴格，但交錯搭接可降為甲級搭接 1.0ℓd）。
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【考點分析】 本題考驗考生對受拉鋼筋伸展長度公式的應用，以及結構混凝土設計規範中關於搭接等級（甲級、乙級）之判定，同時融入了耐震構架柱搭接位置限制的實務考量。 【理論/法規依據】
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