混凝土工程設計規範之構件設計例(土木404-113)

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【簡介】 為配合新版「建築物混凝土結構設計規範」之推廣應用，中國土木水利工程學會所設之「混凝土工程委員會」於近兩年相繼已修訂完成《混凝土工程設計規範與解說(土木401-112)》及《鋼筋混凝土學(土木406-112)》，期望以新規範提供更安全可靠之混凝土結構，並藉教科書說明混凝土結構設計之原理。 　今再度推出《混凝土工程設計規範之構件設計例(土木404-113)》，期望透過構件設計範例闡述規範之應用。本書得以順利出版，首先應感謝混凝土工程委員會所有參與修編工作團隊之辛勞，對於工程各界對中國土木水利學會之支持也在此一併表示謝意。同時更希望工程及學術界能廣為引用，以提升我國混凝土工程結構設計之水準。 　本書出版目的在於提供工程師於鋼筋混凝土結構之設計應用參考，包含第一部分之各構件設計範例與第二部分之設計圖表。各設計範例依循設計規範(土木401-112)之規定，並遵從學術原理(土木406-112)之考量，書中除針對常見混凝土結構構件提供設計範例之詳細計算及解說，也註明引用規範條文出處，本書將可協助讀者瞭解鋼筋混凝土結構原理之考量精神與新版設計規範之應用方法。全書內容除部分係參考本委員會過去所出版之設計手冊及美國Concrete Reinforcing Steel Institute (CRSI)出版之《Design Guide on the ACI 318 Building Code Requirements for Structural Concrete》外，多依編審小組委員多年實務經驗所編撰，內容並遵照內政部「建築技術規則建築構造編(112年版)」、「建築物混凝土結構設計規範(113年版)」以及「建築物耐 震設計規範及解說(113年版)」之相關規定。 本書內容皆配合內政部新版「建築物混凝土結構設計規範」之相關規定，對於鋼筋混凝土建築物之各構件設計範例具有詳細解說，讓工程師可快速掌握新版設計規範之應用。 【目錄】 使用說明 Part-Ⅰ 構件設計範例 第一章 材料、混凝土品質 ／ 1-1 【範例1.1】 由強度及耐久性決定水膠比 ／ 1-1 【範例1.2】 抗壓強度試驗報告彙整分析及研判 ／ 1-2 【範例1.3】 利用試拌選擇混凝土配比 ／ 1-4 【範例1.4】 混凝土品質檢驗頻率(較大工程) ／ 1-6 【範例1.5】 混凝土品質檢驗頻率(小工程) ／ 1-7 【範例1.6】 混凝土品質認可(無低於規定強度35kgf/cm2) ／ 1-8 【範例1.7】 混凝土品質認可(有低出規定強度達35kgf/cm2者) ／ 1-9 第二章 強度設計法之原則 ／ 2-1 【範例2.1】 依等值矩形應力分佈求設計彎矩 ／ 2-1 【範例2.2】 有受壓鋼筋矩形梁設計 ／ 2-3 【範例2.3】 比較柱最大軸力設計強度規定與最小偏心距規定下之柱軸力計算強度 ／ 2-5 【範例2.4】 方柱之交互影響圖 ／ 2-6 【範例2.5】 特定應變條件下之軸力與彎矩強度 ／ 2-7 第三章 工作應力法之應用 ／ 3-1 【範例3.1】 矩形單筋梁彎矩設計 ／ 3-1 第四章 撓度控制 ／ 4-1 【範例4.1】 簡支矩形梁之撓度控制 ／ 4-1 【範例4.2】 連續T型梁之撓度控制 ／ 4-6 【範例4.3】 片版之撓度控制 ／ 4-12 【範例4.4】 雙向版之撓度控制 ／ 4-18 【範例4.5】 簡支預力T型梁之撓度控制 ／ 4-20 第五章 受撓構材負彎矩之調整 ／ 5-1 【範例5.1】 單向櫊柵版之負彎矩調整 ／ 5-1 【範例5.2】 構架梁之負彎矩調整 ／ 5-5 第六章 受撓構材之設計 ／ 6-1 【範例6.1】 無受壓鋼筋矩形梁之設計 ／ 6-1 【範例6.2】 有受壓鋼筋矩形梁之設計 ／ 6-4 【範例6.3】 T型梁僅含受拉鋼筋，且a【範例6.4】 T型梁僅含受拉鋼筋，且a>hf ／ 6-9 【範例6.5】 單向實心版之設計 ／ 6-11 【範例6.6】 單向櫊柵版之設計 ／ 6-14 【範例6.7】 連續梁單向櫊柵版之設計 ／ 6-18 第七章 受撓鋼筋之分佈 ／ 7-1 【範例7.1】 鋼筋之配置與裂紋控制 ／ 7-1 【範例7.2】 T型梁之受撓鋼筋分佈 ／ 7-3 第八章 受撓曲與軸力構材之設計 ／ 8-1 【範例8.1】 矩形柱設計—單軸彎曲橫箍柱 ／ 8-1 【範例8.2】 矩形柱設計—雙軸彎曲橫箍柱 ／ 8-7 【範例8.3】 圓形柱設計—單軸彎曲橫箍柱 ／ 8-16 【範例8.4】 圓形柱設計—雙軸彎曲螺箍柱 ／ 8-23 第九章 長細效應之設計 ／ 9-1 【範例9.1】 長細效應：彎矩放大法—無側移柱設計 ／ 9-1 【範例9.2】 長細效應：彎矩放大法—有側移柱設計 ／ 9-12 第十章 受剪力之構材設計 ／ 10-1 【範例10.1】 剪力設計—構材僅承受剪力及撓曲 ／ 10-1 【範例10.2】 剪力設計—含軸拉力 ／ 10-3 【範例10.3】 剪力設計—含軸壓力 ／ 10-4 【範例10.4】 剪力設計—混凝土櫊柵版 ／ 10-6 第十一章 受扭力之構材設計 ／ 11-1 【範例11.1】 邊梁之設計—剪力與扭力合併作用 ／ 11-1 【範例11.2】 預鑄邊梁之設計－剪力與扭力合併作用 ／ 11-8 第十二章 剪力摩擦設計 ／ 12-1 【範例12.1】 剪力摩擦設計(斜交剪力面) ／ 12-1 第十三章 版之剪力設計 ／ 13-1 【範例13.1】 版在柱頭處之剪力強度 ／ 13-1 【範例13.2】 非矩形支承版之剪力設計 ／ 13-2 【範例13.3】 雙向版之剪力設計－含柱頭版，剪力筋或剪力柱頭 ／ 13-4 第十四章 托架之設計 ／ 14-1 【範例14.1】 托架之設計 ／ 14-1 【範例14.2】 梁側托架設計 ／ 14-4 【範例14.3】 托架之設計採壓拉桿法 ／ 14-7 第十五章 深梁之設計 ／ 15-1 【範例15.1】 採壓拉桿法設計深梁 ／ 15-1 第十六章 鋼筋之伸展與續接 ／ 16-1 【範例16.1】 梁受拉鋼筋之伸展及搭接長度 ／ 16-1 【範例16.2】 計算單向版系內鋼筋之伸展長度 ／ 16-3 【範例16.3】 計算梁內鋼筋之伸展長度 ／ 16-4 【範例16.4】 連續梁外跨鋼筋之伸展長度 ／ 16-6 【範例16.5】 柱筋之搭接 ／ 16-13 【範例16.6】 柱主筋搭接長度計算 ／ 16-15 【範例16.7】 設計柱筋偏折搭接長度 ／ 16-16 第十七章 雙向版之直接設計法 ／ 17-1 【範例17.1】 以直接設計法分析無梁之雙向版系 ／ 17-1 【範例17.2】 以直接設計法分析含梁之雙向版系 ／ 17-4 第十八章 牆之設計 ／ 18-1 【範例18.1】 牆—壓力構件 ／ 18-1 【範例18.2】 承載牆設計－經驗設計法 ／ 18-6 【範例18.3】 高牆替代設計 ／ 18-8 【範例18.4】 牆之剪力設計 ／ 18-14 第十九章 基腳之設計 ／ 19-1 【範例19.1】 基腳面積計算 ／ 19-1 【範例19.2】 基腳厚度計算 ／ 19-2 【範例19.3】 基腳配筋計算 ／ 19-5 【範例19.4】 柱與基腳間力之傳遞 ／ 19-9 【範例19.5】 柱與基腳間力之傳遞—採用插接鋼筋 ／ 19-12 【範例19.6】 柱腳水平力之傳遞 ／ 19-14 【範例19.7】 樁帽深度設計 ／ 19-16 第二十章 合成混凝土受撓曲構材 ／ 20-1 【範例20.1】 預鑄雙T梁之載重分配 ／ 20-1 第二十一章 純混凝土結構 ／ 21-1 【範例21.1】 純混凝土基腳及墩柱設計 ／ 21-1 【範例21.2】 地下室純混凝土牆設計 ／ 21-3 第二十二章 預力混凝土之受撓設計 ／ 22-1 【範例22.1】 預力梁各階段之斷面性質計算 ／ 22-1 【範例22.2】 預力損失量計算(依規範解說之計算法) ／ 22-4 【範例22.3】 預力損失量計算(簡算法) ／ 22-8 【範例22.4】 各載重階段之斷面應力計算 ／ 22-12 【範例22.5】 預力撓曲構材之預力鋼筋與偏心距設計 ／ 22-14 【範例22.6】 矩形斷面預力梁之彎矩設計強度與開裂彎矩計算 ／ 22-18 【範例22.7】 依據應變一致性之預力梁彎矩強度計算 ／ 22-20 【範例22.8】 預力受壓構材之設計強度計算 ／ 22-23 【範例22.9】 T型斷面預力梁之彎矩強度與應力計算 ／ 22-25 【範例22.10】 C類型開裂斷面之使用性檢核 ／ 22-29 【範例22.11】 後拉預力構材錨定區之設計 ／ 22-33 第二十三章 預力混凝土之剪力設計 ／ 23-1 【範例23.1】 預力混凝土之剪力設計－按規範第22.5.6節 ／ 23-1 【範例23.2】 預力混凝土之剪力設計－按規範第22.5.6.3節 ／ 23-6 第二十四章 預力混凝土片版之剪力設計 ／ 24-1 【範例24.1】 雙向預力混凝土片版設計 ／ 24-1 第二十五章 耐震設計之特別規定 ／ 25-1 【範例25.1】 十二層現地澆置含結構牆抗彎構架建築物及其構材之設計 ／ 25-1 【範例25.2】 建築物特殊抗彎矩構架梁之設計與細部檢核 ／ 25-3 【範例25.3】 建築物特殊抗彎矩構架柱之設計與細部檢核 ／ 25-7 【範例25.4】 建築物外梁柱接頭之設計與細部檢核 ／ 25-12 【範例25.5】 建築物結構牆之設計與細部檢核 ／ 25-15 第二十六章 混凝土結構用錨栓之設計 ／ 26-1 【範例26.1】 不受邊距影響之單根擴頭錨栓張力強度 ／ 26-1 【範例26.2】 近混凝土側邊之擴頭錨栓群設計例 ／ 26-3 【範例26.3】 鄰近混凝土側邊，具偏心載重之錨栓群設計例 ／ 26-6 【範例26.4】 鄰近混凝土側邊，單根錨栓剪力強度 ／ 26-10 【範例26.5】 鄰近混凝土側邊單根擴頭錨栓拉力和剪力強度聯合作用之強度 ／ 26-14 【範例26.6】 鄰近混凝土兩側邊L－錨栓群拉力和剪力聯合作用之強度 ／ 26-17 【範例26.7】 承受地震力作用，預埋式擴頭錨栓群在靠近混凝土側邊之彎矩和剪力強度 ／ 26-23 【範例26.8】 不受邊界影響，單根後置式錨栓之拉力和剪力強度 ／ 26-31 【範例26.9】 承受地震力作用，擴頭錨栓群在混凝土柱墩之拉力強度 ／ 26-35 Part-Ⅱ 設計圖表 設計圖表(一)─柱之有效長度係數k值 ／ II-1 設計圖表(二)─柱斷面之γ值 ／ II-2 設計圖表(三)─鋼筋之性質 ／ II-3 設計圖表(四)─組合鋼筋之斷面積 ／ II-4 設計圖表(五)─組合鋼筋之周長 ／ II-7 設計圖表(六)─矩形柱之最小邊長與主筋－四面等量鋼筋 ／ II-10 設計圖表(七)─矩形柱之最小邊長與主筋－兩面等量鋼筋 ／ II-13 設計圖表(八)─圓(方)柱之最小直徑(邊長)與主筋－環狀均佈鋼筋 ／ II-16

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混凝土工程設計規範與解說(土木401-112) (1版)

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內容簡介 　　本書介紹： 　　本版規範(土木401-112)係依據以美國ACI 318-19規範為基礎，另參酌國內最新研究成果及工程實務，以及考量擬納入下版ACI 318規範(ACI 318-25)之重要內容修訂而成。本版規範與新版國家「建築物混凝土結構設計規範」內容一致，同步發行。 　　與前版規範(土木401-110)，本版規範除整合前版規範迄今之勘誤修訂外，另有針對特殊結構牆、彎鉤與擴頭鋼筋受拉伸展長度、以及混凝土剪力強度尺寸效應之重大修訂。在特殊結構牆方面，簡化設計剪力計算方法 (第18.7.3節)，因所計得之剪力一般較前版規範為低，因此將撓曲主控結構牆之強度折減因數由0.85改回0.75，意即將第21.2.4.4節內容恢復同ACI 318-19之內容；放寬特殊邊界構材配置區域之配筋細節，允許同為特殊抗彎矩構架柱之特殊邊界構材區域之繫筋採一端為135度、另一端為90度彎鉤之配置，另對於較無側向不穩定疑慮之邊界構材，允許其閉合箍筋長寬比可超過2.0(第18.7.6.4節(f))。在彎鉤鋼筋受拉伸展長度方面，允許混凝土抗壓強 　　度不超過某限定值(與鋼筋號數有關)時，可沿用前版國家規範(同土木401-110) 計算伸展長度之方法(第25.4.3.5節)；在擴頭鋼筋受拉伸展長度方面，用於特殊抗彎矩構架接頭時，其受拉伸展長度修訂為同錨定於接頭之彎鉤鋼筋受拉伸展長度(第18.5.5.2節)，惟需注意擴頭鋼筋間中心距應至少3db，鋼筋淨保護層應至少2db(第25.4.4.1節)，若錨定於接頭或圍束區時，擴頭鋼筋間最小中心距允許降低至2.5db，柱鋼筋最小淨保護層允許降低至1.5db(第18.5.5.2節)。在混凝土剪力強度尺寸效應方面，允許透過直接 　　承壓受土壤連續支撐之淺基礎以及具較大寬厚比之擋土牆之混凝土剪力強度計算，可不考慮尺寸效應(第13.2.6.2 節與第13.3.6.1.1節)。 目錄 第一章 總則 ／ 1 1.1 依據 ／ 1 1.2 範圍 ／ 1 1.3 通則 ／ 1 1.4 目的 ／ 2 1.5 適用範圍 ／ 2 1.6 解釋 ／ 4 1.7 設計圖說與設計紀錄 ／ 4 1.8 試驗與檢驗 ／ 4 1.9 特殊設計、施工或替代施工材料系統之認可 ／ 4 第二章 符號與名詞定義 ／ 5 2.1 範圍 ／ 5 2.2 符號 ／ 5 2.3 名詞定義 ／ 19 第三章 參考標準 ／ 39 3.1 範圍 ／ 39 3.2 參考標準 ／ 39 第四章 結構系統要求 ／ 43 4.1 範圍 ／ 43 4.2 材料 ／ 43 4.3 設計載重 ／ 43 4.4 結構系統與載重傳力路徑 ／ 44 4.5 結構分析 ／ 46 4.7 使用性 ／ 47 4.8 耐久性 ／ 47 4.9 永續性 ／ 47 4.10 結構整體性 ／ 48 4.11 防火 ／ 48 4.12 特定施工類型之要求 ／ 48 4.13 施工及檢驗 ／ 50 4.14 既有結構物之評估 ／ 50 第五章 載重 ／ 51 5.1 範圍 ／ 51 5.2 通則 ／ 51 5.3 載重因數及其組合 ／ 51 第六章 結構分析 ／ 55 6.1 範圍 ／ 55 6.2 通則 ／ 55 6.3 分析模型假設 ／ 58 6.4 活載重之分布 ／ 60 6.5 非預力連續梁及單向板之簡易分析方法 ／ 60 6.6 線彈性一階分析 ／ 61 6.7 線彈性二階分析 ／ 70 6.8 非彈性分析 ／ 71 6.9 有限元素分析可接受 ／ 71 第七章 單向板 ／ 73 7.1 範圍 ／ 73 7.2 通則 ／ 73 7.3 設計限制 ／ 73 7.4 需求 ／ 74 7.5 設計 ／ 75 7.6 鋼筋限制 ／ 75 7.7 鋼筋細則 ／ 78 第八章 雙向板 ／ 81 8.1 範圍 ／ 81 8.2 通則 ／ 81 8.3 設計限制 ／ 82 8.4 需求 ／ 85 8.5 設計 ／ 90 8.6 鋼筋限制 ／ 91 8.7 鋼筋細則 ／ 94 8.8 非預力雙向格柵小梁系統 ／ 103 8.9 昇板構造 ／ 104 第九章 梁 ／ 105 9.1 範圍 ／ 105 9.2 通則 ／ 105 9.3 設計限制 ／ 106 9.4 需求 ／ 108 9.5 設計 ／ 110 9.6 鋼筋限制 ／ 112 9.7 鋼筋細則. ／ 115 9.8 非預力單向格柵小梁系統 ／ 126 9.9 深梁 ／ 126 第十章 柱 .. ／ 129 10.1 範圍 ／ 129 10.2 通則. ／ 129 10.3 設計限制 ／ 129 10.4 需求 ／ 130 10.5 設計 ／ 130 10.6 鋼筋限制 ／ 131 10.7 鋼筋細則 ／ 132 第十一章 牆 ／ 139 11.1 範圍 ／ 139 11.2 通則. ／ 139 11.3 設計限制 ／ 140 11.4 需求 ／ 140 11.5 設計 ／ 141 11.6 鋼筋限制 ／ 144 11.7 鋼筋細則 ／ 145 11.8 面外長細牆分析替代方法 ／ 145 第十二章 橫隔板 ／ 149 12.1 範圍 ／ 149 12.2 通則. ／ 149 12.3 設計限制 ／ 151 12.4 需求 ／ 151 12.5 設計 ／ 154 12.6 鋼筋規定 ／ 161 12.7 鋼筋細則 ／ 161 第十三章 基礎 ／ 163 13.1 範圍 ／ 163 13.2 通則. ／ 165 13.3 淺基礎 ／ 168 13.4 深基礎 ／ 170 第十四章 純混凝土 ／ 175 14.1 範圍 ／ 175 14.2 通則 ／ 176 14.3 設計限制 ／ 176 14.4 需求 ／ 177 14.5 設計 ／ 179 14.6 鋼筋細則. ／ 182 第十五章 梁柱與板柱接頭 ／ 183 15.1 範圍 ／ 183 15.2 通則. ／ 183 15.3 接頭細部設計 ／ 184 15.4 梁柱接頭 要求 ／ 185 15.5 傳遞柱軸力通過樓板系統 ／ 186 第十六章 構材間之接合部 ／ 187 16.1 範圍 ／ 187 16.2 預鑄混凝土構材接合部 ／ 187 16.3 基礎接合部 ／ 193 16.4 合成混凝土撓曲構材水平剪力傳遞 ／ 196 16.5 托架及梁托 ／ 198 第十七章 混凝土結構用錯桂 ／ 205 17.1 範圍 ／ 205 17.2 一般需求 ／ 206 17.3 設計限制 ／ 208 17.4 需求 ／ 209 17.5 設計 ／ 209 17.6 拉力 ／ 218 17.7 剪力 ／ 231 17.8 拉力和剪力互制作用 ／ 240 17.9 避兔劈裂破壞之邊臣、間臣和厚 需求 ／ 241 17.10 錯桂耐震設計需求 ／ 243 17.11 具剪力樟之基板 ／ 248 第十八章 耐震結構物 ／ 255 18.1 範圍 ／ 255 18.2 通則. ／ 255 18.3 特殊抗彎矩構架之梁 ／ 260 18.4 特殊抗彎矩構架之柱 ／ 266 18.5 特殊抗彎矩構架之接頭 ／ 271 18.6 預鑄特殊抗彎矩構架 ／ 275 18.7 特殊結構牆 ／ 278 18.8 預鑄特殊結構牆 ／ 300 18.9 橫隔板與相架 ／ 300 18.10 基礎 ／ 306 18.11 非抵抗地震力系統之構材 ／ 312 第十九章 混凝土：設計與耐久性要求 ／ 317 19.1 範圍 ／ 317 19.2 混凝土設計性質 ／ 317 19.3 混凝土耐久性要求 ／ 320 19.4 灌漿材料之耐久性要求 ／ 329 第二十章 鋼筋性質、耐久性及埋置物 ／ 331 20.1 範圍 ／ 331 20.2 非預力鋼筋及鋼線 ／ 331 20.3 預力鋼絞線、鋼線、鋼棒 ／ 335 20.4 合成柱用結構鋼、鋼管及鋼筒 ／ 341 20.5 鋼筋之耐久性規定 ／ 342 20.6 埋置物 ／ 347 第二十一章 折減因數 ／ 349 21.1 範圍 ／ 349 21.2 結構混凝土構材及接頭之折減因數 ／ 349 第二十二章 斷面 ／ 355 22.1 範圍 ／ 355 22.2 彎矩與軸力之設計假設 ／ 355 22.3 撓曲 ／ 357 22.4 軸力或撓曲與軸力組合 ／ 358 22.5 單向剪力 ／ 359 22.6 雙向剪力 ／ 369 22.7 扭力 ／ 376 22.8 支承 ／ 386 22.9 剪力摩擦 ／ 388 第二十三章 壓拉桿方法 ／ 393 23.1 範圍 ／ 393 23.2 通則 ／ 394 23.3 設計 ／ 399 23.4 壓桿 ／ 399 23.5 最少分布鋼筋 ／ 401 23.6 壓桿鋼筋細則 ／ 402 23.7 拉桿 ／ 403 23.8 拉桿鋼筋細則 ／ 403 23.9 節點區 ／ 404 23.10 彎曲鋼筋節點 ／ 405 23.11 採壓拉桿方法之耐震設計 ／ 408 第二十四章 使用性要求 ／ 411 24.1 範圍 ／ 411 24.2 使用等級重力載重引致之撓 ／ 411 24.3 單向板及梁中撓曲鋼筋之分布 ／ 416 24.4 收縮與溫 鋼筋 ／ 419 24.5 預力混凝土受撓構材之容許應力 ／ 420 第二十五章／鋼筋細節 425 25.1 範圍 ／ 425 25.2 鋼筋最小間臣 ／ 425 25.3 標準彎甜、耐震彎甜、繫筋及最小彎曲內直徑 ／ 427 25.4 鋼筋之伸展 ／ 429 25.5 鋼筋續接 ／ 449 25.6 束筋 ／ 455 25.7 橫向鋼筋 ／ 456 25.8 後拉預力之錯定器與續接器 ／ 466 25.9 後拉預力鋼腿錯定區 ／ 466 第二十六章 設計圖說及檢驗 ／ 477 26.1 範圍 ／ 477 26.2 設計標準／ 478 26.3 構材資料／ 478 26.4 混凝土材料及拌成物要求／ 479 26.5 混凝土生產與施工／ 489 26.6 鋼筋材料和施工要求／ 495 26.7 混凝土錯定／ 504 26.8 埋置物／ 505 26.9 預鑄混凝土附加要求／ 506 26.10 預力混凝土附加要求／ 507 26.11 模板 ／ 508 26.12 硬固混凝土評估與驗收／ 510 26.13 檢驗 ／ 515 第二十七章 既有結構物 評估 ／ 517 27.1 範圍 ／ 517 27.2 通則 ／ 517 27.3 分析法評估 ／ 518 27.4 載重試驗法評估 ／ 519 27.5 單向載重試驗程序 ／ 521 27.6 往復載重試驗程序 ／ 523 解說之參考文獻 ／ 525 附篇A 使用非線性反應歷時分析進行設計驗證 ／ 561 A.1 符號與專有名詞／ 561 A.2 範圍 ／ 561 A.3 總則 ／ 562 A.4 地震歷時 ／ 562 A.5 載重因數與組合 ／ 563 A.6 建模與分析／ 563 A.7 行為分類與臨界狀態／ 563 A.8 有效勁／ 564 A.9 預期材料／ 567 A.10 位移控制行為之接受準則 ／ 567 A.11 控制行為之預期／ 569 A.12 加強之細部配置要求／ 570 A.13 特殊結構審查／ 571

敷地計畫與都市設計 (1版)

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