¶ 建築物耐震設計規範及解說-附錄B 懸吊式輕鋼架天花板耐震施工指南(1/2)
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附錄B-1
附錄B 懸吊式輕鋼架天花板耐震施工指南
1.適用範圍
本施工指南適用於一般規則性建築物中懸吊式輕鋼架天花板之耐震工法。
解說:
本施工指南適用於設計地震時樓版加速度峰值在1600 gal 以下之抗震懸吊式輕鋼架
天花板(以下簡稱天花板)【1】;對於天花板面積小於13m2 且四周均有牆壁與上方結構
體相連者,得免依本指南施做。
建築物依本規範規定屬不規則性結構者,使用本指南時須特別注意可能因振動過大
或變形過大造成之破壞問題。
本施工指南係參考國內外相關研究及規定彙編而成,與本指南有不同之作法時,使
用者仍須依照專業知識加以判斷。
2.相關標準
ASTM C 635 “Specification for the Manufacture, Performance, and Testing of Metal
Suspension Systems for Acoustical Tile and Lay-in Panel Ceilings”
ASTM C 636 “Recommended Practice for Installation of Metal Ceiling Suspension Systems
for Acoustical and Lay-in Panels”
ASTM E 580-06,08 Standard Practice for Installation of Ceiling Suspension Systems for
Acoustical Tile and lay-in Panels in Areas Subject to Earthquake Ground Motions
建築物耐震設計規範及解說
解說:
ASTM C635 及C636 是針對輕鋼架天花板在垂直載重下的需求而訂定的各項規格,
因此若不考慮地震影響時,僅需參用此二標準即可。若要防止地震損壞的影響,除依
ASTM C635 及C636 外,尚須使用本施工指南。
本施工指南主要參考ASTM E580-06 及-08 內容,配合國內狀況並參酌專家意見編
修而成,有鑑於國內地震的高危險度,主要參考ASTM E580-06 之強震區規定。
3.耐震工法
3.1 懸吊式輕鋼架天花板系統
3.1.1 天花板系統(以下簡稱本系統)之組件包括主架、副架、收邊材、懸吊線、固定
螺絲等。
3.1.2 本系統應符合ASTM C635 載重等級規定之中型與重型等級,但只承受天花板材
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附錄B-2
及其他承載重量少於6.1kgf /m2 (60 N/m2)之輕型天花板系統者,不在此限。
3.1.3 主副架桿件及其扣接處和延展裝置(expansion devices)的平均極限強度應能抵抗
兩倍實際載重或至少80kgf 的軸向張力及壓力載重。實施軸向張力載重試驗時,
應考慮任意向之5°的安裝偏差;或可採用偏心載重方式,於扣接處兩向,以各
邊不大於60 公分的二根桿件上,取2.5 公分的偏心距進行。扣接處的各種接續
器應採機械式互鎖裝置(mechanical interlocking type)。
3.1.4 上項試驗數據應採用至少三組以上的測試平均值,且任一測試值與平均值之偏差
應在±10%以內。
解說:
在ASTM C635 中,對於不同T 型骨架有明確的垂直載重等級規定,分為輕型、中
型、重型三種。輕型指在跨距為122 公分(4 呎)載重為7.4 kgf/m 時,跨中變形量在跨
距(主架支承間距)1/360 以下者,中型為載重增加至17.9 kgf/m,重型為載重增加至
23.8 kgf/m 者。
惟國內並無相類似規定,因此本施工指南仍依照ASTM C635 對於不同載重等級的
定義,規劃耐震部分的建議條文。
3.2 懸吊系統之施工
3.2.1 天花板在牆壁處之收邊材除非經檢核具結構支撐能力,否則一般牆壁上之角材(L
形或槽形)均視為裝飾用材,不具支撐垂直載重之能力。
3.2.2 主架和副架須有兩鄰邊固定於牆壁側之收邊材(圖1,A-A, B-B);未固定於另
兩鄰接牆壁收邊材之主架與副架,其末端與牆壁須留有1.2 公分的空隙。(圖1,
C-C, D-D)
3.2.3 若為明架與半明架式懸吊天花板系統,主架之間須有固定連桿(positively
connected stabilizer strut)或以副架來連接,連桿或副架最大間距不可超過150 公
分。距離牆壁60 公分內,須設有固定連桿或副架。
3.2.4 懸吊線部分
3.2.4.1 主架的懸吊線間距,須每隔120 公分設有直徑不小於2.7 公釐(#12)的鍍鋅鋼線,
或每隔150 公分設有直徑不小於3.4 公釐(#10)的鍍鋅鋼線。若有其他方式可以
證明具有相同耐震效用者,得加大間距。
3.2.4.2 連接天花板骨架和上方支撐物(一般為結構體)之垂直懸吊線,在骨架連接處
須至少繞3 圈,而與上方支撐物間之連接器則須能承重至少45 公斤。(圖2)
3.2.4.3 從垂直方向起算,懸吊線之傾斜度不可超過1:6(10 度),否則需有另一相對
稱的傾斜懸吊線。(圖2)
3.2.4.4 懸吊線上方不可連接或纏繞於設備物或其他物體。如有他物遮擋,而無法直接
懸吊至建築結構體時,須設置吊架。(圖3)
3.2.4.5 天花板面積大於100 平方公尺以上,如無結構計算時,為確保天花板系統能束
制水平向地震振動,須使用4 條直徑2.7 公釐(#12)的斜拉線,固定在與副架交
接處5 公分範圍內的主架上;斜拉鋼線的水平夾角不可大於45 度。此外尚須於
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附錄B-3
主架設置一根垂直桿用以抵抗斜拉線產生的垂直分力,此桿與斜拉線成為斜拉
線組。斜拉線在水平面上之投影應互為90 度垂直。斜拉線組之施作間距為360
公分,且第一個設置處須在距離牆壁180 公分內。(圖1,E-E)
3.2.4.6 設置於無水平向束制的水管或風管附近的斜拉線組,兩者須相距15 公分以上。
3.2.4.7 距離牆壁或天花板不連續面20 公分內,主架和副架的末端均須有直徑2.7 公釐
的懸吊線或其他經核可之支撐物。
3.2.4.8 斜拉線須固定於結構體與骨架之間。計算斜拉線組之強度時,須以實際設計載
重估算,取安全係數2.0,且至少需為90 公斤。
3.2.4.9 天花板面積超過250 平方公尺的連續天花板應裝設地震隔離縫,如垂壁之類的
高剛度支撐材,使各單元面積小於250 平方公尺,且其邊界應支撐在結構體或
全高的隔間牆上;每個單元應允許有2 公分的側向振動量而不至於撞擊他物。
解說:
主副架與收邊材的固定可利用一般自攻螺絲施工,螺絲尺寸宜在#7 以上。根據以
往的研究顯示【2】,可採用的鍍鋅鋼線之容許設計強度值為:每支#8 取165 kgf、#10
取109 kgf、#12 取72 kgf。
計算地震力斜拉線組的安全係數為2.0,與垂直載重的安全係數不必然一樣。
3.2.4.4 節中用來懸吊天花板之吊架,當跨距超過120 公分時,可使用斷面高度至少
為32 公釐之冷軋工字形組合斷面。
3.3 燈具安裝
3.3.1 除非有獨立的懸吊措施,否則燈具均須確實固定連接(positively connected)於天花
板上。每個燈具至少要有兩個連接裝置,且每個連接裝置在任一方向上均能承受
燈具的全部重量。
3.3.2 安裝於天花板的燈具,應用夾具裝置確實固定於天花板之骨架。備用懸吊線
(safety wire)的一端應連接在夾具裝置上,另一端應固定於鄰旁的懸吊線掛鉤或上
方結構體,懸吊線可為鬆弛狀態。燈具的重量不可以超過支撐骨架的設計承載值。
3.3.3 使用中型等級天花板系統時,燈具每個角落75 公釐內,各需有一條直徑2.7 公
釐(#12)的懸吊線連接在骨架上。前後兩個燈具可共用同一條懸吊線。若使用重
型等級系統,且為120 公分以下模矩者,不須懸吊措施。
3.3.4 自懸式(pendant-hung)燈具吊件應使用直徑3.8 公釐(#9)的懸吊線或經核可之支撐
裝置,直接固定至上方結構體作支撐,不可懸吊於天花板系統。
3.3.5 重量大於9 公斤但少於25 公斤的燈具,除須遵守3.3.3 節之規定,另須使用兩條
直徑2.7 公釐的備用懸吊線連接燈具至上方結構體。
3.3.6 重量超過25 公斤的燈具應以經核可的懸吊鉤具直接連接上方的結構體作支撐。
3.3.7 硬式電線管(rigid conduit)不得用以固定燈具。
解說:
中型及重型等級骨架的定義係參考ASTM C635。
獨立懸吊措施係指燈具直接與結構體相連者。備用懸吊線之安裝並非用於傳遞垂直
載重,而係用以防止燈具於震後掉落。3.3.5 及3.3.6 節中對於不同等級骨架之吊線規定,
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附錄B-4
請參見圖4。
3.4 空調設備之施工
3.4.1 安裝在天花板上的空調風口或其他設備物,其重量少於9 公斤者,需固定
(positively attached)於主架或與主架具同等載重能力之副架。
3.4.2 空調風口或其他設備物若重量超過9 公斤但少於25 公斤者,除須遵守3.4.1 節規
定外,另需有2 條直徑2.7 公釐(#12)的備用懸吊線,連接設備物至天花板系統的
懸吊掛鉤(ceiling system hanger)或上方結構體。
3.4.3 空調風口或其他設備物若重量超過25 公斤,應直接以審核通過的懸吊鉤具連接
至上方結構體。
3.5 與輕隔間牆連接
若隔間牆無法於上下兩端固定,輕鋼架天花板需提供永久性或活動式隔間牆水平
向的支撐,則隔間牆與天花板連接處、天花板系統本身之構件以及斜撐,均應設
計使能支撐隔間牆於法規水平載重作用時產生的水平向作用力;該作用力應另外
加計在本規範所規定之天花板地震載重之上。
3.6 試驗報告
3.6.1 每個天花板系統製造商都應提供主架搭接器(main runner splices)、副架連接器
(cross runner intersection)和延展裝置(expansion devices)等之張力和壓力測試報
告。
3.6.2 所有測試均應由合格的第三者機構執行。
3.7 施工圖及施工說明
3.7.1 施工圖應清楚標示所有系統組件,並定義或顯示所有支撐細節、燈具連接、側邊
側力支撐、隔間支撐等。定義可以參考本標準或其他核可的系統。容許施工誤差
亦應標示。
參考文獻:
【1】 Yao, G. C., Y. L. Chung, and N.C. Lien(2002) Seismic Performance Investigation of
Office Furniture and Direct Hung Suspended Ceiling, Proc. 7th US National
Conference on Earthquake Engineering, Boston, USA July 22-26.
【2】 林耀煌(1990),營造工程模版及支撐設施標準,內政部營建署專題研究計畫成果
報告。
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附錄B-5
主架和副架須固定於兩鄰接牆壁側 未固定於另兩鄰接牆壁收邊材之主架
未固定於另兩鄰接牆壁收邊材之副架
圖1 牆邊第一條懸吊線與45 度斜拉線組之施作
固定在與副架交接處5 公分範圍內的主架上,
作成45 度斜拉線組
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附錄B-6
圖2 懸吊線與骨架連接處細部
圖3 懸吊線無法直接固定至結構樓板時須另設置固定用吊架
吊架
(固定至結構樓板)
空調風管
懸吊線
輕鋼架天花板
從垂直方向起算,懸吊線
之傾斜度不可超過1:6 (10
度),除非設有另一相對稱
的傾斜懸吊線。
連接天花板骨架和上方支
撐物(一般為結構體)之垂
直懸吊線,在骨架連接處
須至少繞3 圈。