中心技術報告
NCREE-2026-004 |
|
|---|---|
| 時間 | 2026-07-28 |
| 標題 | 多螺箍筋離散剪力模型軟體開發與驗證 |
| 作者 | [歐昱辰] [李咏宸] [李哲諺] |
| 摘要 | 多螺箍筋（Multispiral Reinforcement）具備優異之圍束能力、耐震韌性、減碳效益與預鑄自動化施工等優勢，已廣泛應用於國內外橋墩與高樓柱結構中。然而，設計規範（如 Caltrans SDC）多採用連續微元積分推導之平均化簡化公式，當應用於含有小螺箍（間距直徑比 D/s 較小）之創新多螺箍排佈時，容易因高估有效抗剪面積而導出過於不保守之結果。 為解決傳統公式之局限，學者先前提出了多螺箍筋離散剪力模型（MS-DCSS），透過解析幾何求解斜裂縫切過螺箍之實際交點，精確求算橫向鋼筋之離散抗剪貢獻。本研究旨在重構並優化既有之多螺箍筋離散剪力計算模型，推出 MS-DCSS-V2024 剪力強度計算軟體。新版軟體得以適當計算所有斷面之剪力強度，得正確且保守之設計建議值，並調整為採計斷面全深 h 範圍內所有剪力鋼筋之貢獻，進而解耦了對特定混凝土外包斷面形狀之限制。此外，軟體開放使用者針對不同螺箍自由設定獨立之間距，顯著提升了實務複合配筋設計之彈性與自由度。 本研究蒐集文獻中共計 41 個多螺箍柱試體進行軟體驗證。算例分析顯示：(1) MS-DCSS-V2024 計算之螺箍抗剪強度與簡化公式之比值均勻落在 0.85～1.15 區間，平均值為 1.01，證實軟體演算法具備高度數值精確度；(2) 對於 12 個剪力破壞試體，實測極限剪力與標稱強度之比值平均達 1.63（均大於 1.0），證實軟體預測結果具備適度且恰當保守之安全邊裕；(3) 對於 27 個撓曲破壞試體，實測側力與標稱剪力強度比值平均為 0.71，部分試體最大側向載重接近甚至超過計算強度，仍發生撓曲破壞，顯示計算結果保守且恰當。MS-DCSS-V2024 已提供網頁端與主程式下載，可作為結構工程師進行多螺箍柱抗剪設計與耐震評估之可靠輔助工具。 |
| 關鍵字 | 多螺箍筋、離散剪力模型、MS-DCSS-V2024、抗剪強度、軟體開發、試驗驗證(Multi-spiral Reinforcement, Discrete Shear Model, MS-DCSS-V2024, Shear Strength, Software Development, Experimental Validation) |
| 檔案下載 | |