腹鈑高拉力螺栓與電銲是否可以共用抵抗地震力?

劉澤山技師

在早期的觀念與規範裏，認為高拉力螺栓鎖斷後再補焊接，可以與電銲共同分擔外力。主要的原因大概是因為兩者比較起承載型螺栓而言，均在相對變型小許多的情形下破壞或視為破壞。所以在許多鋼結構的設計裡面，常見腹鈑以高拉力螺栓與電銲共同承擔的設計。在某種程度上解決了由於空間上的不足，無法設計足夠數量螺栓問題。然而這種觀念前提必須電銲與摩阻型高拉力螺栓之間的變形量相同或非常接近，抵抗力以累加的方式考慮，才算是正確。如果不一樣，極限強度將與我們預期的會有所差異。

研究結果說明兩者變形並非一致。摘取由文獻一﹝1﹞其受力與變形的圖，請參考附件一來作說明。由圖上可知，相同強度的縱向與橫向之填角銲接與螺栓三者在受力時，變形量仍有差異。縱橫向填角銲間，原本就因存在拉力問題，破壞型式並非相同為大家所共知。但兩種強度相同的填角焊接其破壞時變形量均比高拉力螺栓早。所以同時採用高拉力螺栓與填角銲並累加強度的方式，在某種程度上來說，並非保守的方式。

之前筆者翻閱AISC 341 (Seismic Provisions For Structure Steel Buildings)時發現，2005年版已經明確規定兩者不應分擔相同的受力（原文請參考附件二）。但目前在實務上仍偶有設計者，將兩者並用的情形。因此，希望以此文提醒技師朋友注意。

參考文獻

﹝1﹞Duane, K. M.＆Sc,D.（2002）. Mixing Welds and Bolts-Practical Ideas for the Design Professional. Welding Innovation, XIX(2).

﹝2﹞AISC 341 Seismic Provisions For Structure Steel Buildings （2005）,6,1-21.

附件一		附件二  (AISC 341-05原文)