¶ 05124 建築鋼結構
¶ 1. 05124 建築鋼結構 V2010.07.01.doc
第05124章V1.0
建築鋼結構
1. 通則
1.1 本章概要
說明建築鋼結構之材料、製作、工廠油漆及吊裝。
1.2 工作範圍
1.2.1 材料供應、製作、組立、搬運、現場吊裝
1.2.2 施工計畫書、施工製造圖
1.2.3 除銹、油漆
1.2.4 品質控制
1.3 相關章節
1.3.1 第01330章--資料送審
1.3.2 第01450章--品質管理
1.3.3 第05125章--結構用鋼材
1.3.4 第09910章--油漆
1.4 相關準則
1.4.1 中華民國國家標準(CNS)
(1) CNS 2473 一般結構用軋鋼料
(2) CNS 2947 銲接結構用軋鋼料
(3) CNS 7993 一般結構用銲接H型鋼
1.4.2 美國材料試驗協會(ASTM)
(1) ASTM A36
(2) ASTM A36M
(3) ASTM A307
(4) ASTM A325
(5) ASTM A325M
(6) ASTM A490M
(7) ASTM A572M
(8) ASTM E109
1.4.3 美國銲接工程協會(AWS)
(1) AWS D1.1
1.4.4 美國鋼結構學會(AISC)
(1) 建築物鋼構造規範、製造、組立規範
(2) 鋼結構接合使用ASTM A325M或A490M螺栓接合規範
1.4.5 日本工業規格協會(JIS)
(1) JIS B0601
1.4.6 行政院公共工程委員會
(1) 公共工程施工綱要規範-第05124章 建築鋼結構
1.5 資料送審
1.5.1 品質管理計畫書
1.5.2 材料產品出產證明、材質檢驗報告
1.5.3 施工計畫書、人員組織表、施工製造圖及施工進度表
1.5.4 銲接程序表及試驗報告、銲工名冊及證件
1.5.5 檢驗報告
(1) 構材尺度檢查報告。
(2) 非破壞性檢測(NDT)銲道檢驗報告。
(3) 噴砂、塗裝檢查報告。
2. 產品
2.1 材料
2.1.1 鋼料
所有鋼料應符合設計圖之規定,除另有註明外,並應使用符合中華民國國家標準(CNS)、美國材料試驗協會(ASTM)材料規範與現行法規有關規定之新品,並經工程司認可方可採用。
2.1.2 銲接材料
(1) 所用銲接材料,除另有規定外,應按AWS D1.1辦理。
(2) 2種不同降伏強度(Yield Strength)之鋼材銲接時,可使用低強度鋼種適用之電銲條。但若高強度鋼種必須使用低氫(Low Hydrogen)銲條者除外。
(3) 若電銲為應力解除(Stress Relieved)者,則電銲時之淤積物成份不得超過0.05%之釩(Vanadium)。
(4) 厚度超過2.5cm之A-36鋼板及任何厚度之A-572鋼板必須使用低氫(Low Hydrogen)銲條。
(5) 電銲條必須整箱購買,且須防潮包裝,否則應予以乾燥處理後方得使用,每一批銲條廠商應提出製造廠之品質證明,若工程司要求時,廠商應依AWS D1.1作試片物理試驗。
2.1.3 螺栓
(1) 除有特別規定外,所有螺栓均使用高拉力螺栓(High Strength Bolts)其規格應符合ASTM A325M之規定。
(2) 安裝螺栓(Erection Bolts)之材質必須符合ASTM A307之規定。
(3) 基礎螺栓(Anchor Bolts)之材質必須符合ASTM A307之規定。
2.1.4 結構鋼材之油漆
依照本規範第09910章「油漆」之規定。
2.1.5 材料之檢驗
(1) 所有材料均須為新品,廠商並應先行檢具原版規格、型錄及檢驗合格證書裝訂成冊,送交工程司備查後方得使用。
(2) 每批鋼料送交製造前,廠商應提送該批鋼料之出廠檢驗合格證明書及無輻射污染證明請工程司認可,工程司並得會同廠商對該批鋼料抽取樣品送往依標準法授權之實驗室認證機構,做定性及定量分析,分別試驗其化學成份及物理性質是否符合中華民國國家標準(CNS)之相關規定。廠商應將檢驗機構所發給之試驗結果報告書送請工程司核對,凡試驗不合格之鋼料,即視為不合格品,廠商應即運出現場不得拖延,試驗項目及方法應符合中華民國國家標準(CNS)之相關規定。
(3) 工程司認為有需要時並得抽樣送交依標準法授權之實驗室認證單位試驗。
2.1.6 材料之保管
(1) 廠商應將工程司認可之材料,放置於有覆蓋及防潮設備之場所妥加保管,不得有嚴重生銹或變形、污損等情形。
(2) 凡經檢驗不合規定之材料廠商應即運出現場,並儘速補進合格材料。
3. 施工
3.1 通則
3.1.1 廠商應依據設計圖及本規範之規定,將加工、裁切、組立、銲接、整修、鑽孔、併裝及現場吊裝銲接等各項工作之品質控制方法,在施工計畫書內予以詳細說明。並與預定進度表、施工製造圖送工程司簽核認可後,始得開始施做。
3.1.2 本工程製作之主要項目廠商應會同工程司檢查,工程司原則採不定期抽查,廠商不得拒絕。凡有連貫性之工作項目,若檢查結果不合規定要求時,廠商不得進行次一項目。應會同檢查之項目,廠商應於施工前與工程司協商以書面確認。
3.1.3 廠商應在工廠內加工製作,尤其銲接工作應於室內施做為原則,如室外銲接不能避免時,廠商應將施工計畫以書面送經工程司核准,必要時應以帆布或圍板設置防風設備,始可進行銲接。
3.1.4 本工程如確有分包之必要,應將分包之詳細資料,包括廠商名稱、負責人姓名,經主管機關核准承包鋼結構工程之營業執照字號,主要工作人員名冊、機具設備表以及過去3年內承建類似本分包工程之經驗,報請工程司認可,否則不得分包。
3.1.5 本規範內所訂應經工程司核定或書面認可之項目,廠商須照辦,並負完全之責任。
3.2 製作
3.2.1 放樣
廠商應有經驗豐富之鋼結構放樣技術人員,在適當地點及寬敞之放樣場地從事放樣工作,放樣技術人員應先將全部圖樣閱讀了解,繪製必要之施工製造圖,再將各部結構在放樣場地畫線翻製足尺實樣,校對每一詳細尺度妥當後製成樣板,以憑裁切鋼料。放樣技術人員於實樣畫線時,如發現與原圖不符或有施工不便之處,應即時報告工程司核對處理。
3.2.2 整體長度
所有構材,必須依照設計圖上所明示之尺度,使用該整體長度尺度之鋼料施工。除圖上另有規定或經工程司書面許可外,不得續接。
3.2.3 取材
主要桿件之取材應使其主要應力之方向與鋼板製造時滾壓之方向一致為原則。
3.2.4 展直校正
所有鋼料在使用前均須檢查,如有彎曲變形等情形,應以對材料本身不造成損害之方法,予以矯正。鋼料如已有彎裂及嚴重扭曲等情事,不得強行矯正,應裁切後留作短料使用。
3.2.5 畫線
如必須在鋼料上畫線做記號時,不得在鋼料上遺留有任何永久性之畫線痕跡。
3.2.6 裁切
主要桿件應使用自動氧切機裁切,切斷面之品質,至少須符合下表所列標準。填板、型鋼及9mm厚以下之連接板與加勁條等,亦以使用氧切機切斷為原則,若在特別情形下,經工程司同意時,亦可使用機械剪切,惟切斷面須用砂輪磨平,至少須符合下列附表所列之標準。表中表面粗糙度係依照JIS B0601之規定為準,如50S表示切斷之表面粗糙度為50/1,000mm之凹凸。表中凹陷深度係指自缺口上緣至孔底之深度。
-
-
桿件切斷之品質要求
桿
件種類
品質
切斷面 要求
情況
主要桿件
次要桿件
表面粗糙度
50S以下
100S以下
凹陷深度
不得有缺口凹陷
在1mm以下
熔渣(Slug)
可有塊狀溶渣散佈,但不得留有痕跡,並應容易剝離
上緣之熔化
略成圓形,但須平滑
-
廠商在裁剪前應妥加計畫,不得有鋼板不足事情發生。
3.2.7 鑽孔
(1) 除基礎螺栓孔徑依相關規範規定外,其可較螺栓直徑大3mm,其餘螺栓孔徑較螺栓之直徑大1.6mm,孔壁須垂直平整,並保持內部清潔,孔眼兩端因鑽孔時所殘餘之雜物應予以清除。
(2) 鋼材厚度等於或小於16mm時可用軋壓法(Punch)若鋼材厚度大於上述,所有孔眼皆須用鑽孔法(Drilled)製造或預鑽(Sub-Drill),使孔眼較規定尺度小5mm,待全部鋼板連結後,再修鑽(Ream)至設計之尺度。
(3) 工廠連接螺栓孔:次要構材其連結處之鋼板不超過5層,或主要構材其連結處之鋼板不超過3層時,可一次預鑽或預軋,再用擴錐(Reamer)擴大至設計直徑或一次鑽至所需孔徑。
(4) 軋壓法鑽孔(Punched Hole):用預軋壓法鑽孔(Sub-Punching)時,其軋孔應較所需孔徑小5mm,加大軋壓孔眼時應用適當方法擴大並修鑽(Reaming)。
(5) 修鑽(Reaming):應以螺栓將鋼板栓緊,並使鋼板間已互相密接後才能使用Reaming。若為預軋壓孔(Sub-Punched)其Reaming後之直徑應較螺栓之直徑大1.6mm。
(6) 鑽孔法(Drilling Hole):此法使用螺旋鑽(Twist Drills)所鑽之孔應較螺栓之直徑大1.6mm。並應將數塊鋼板妥為固定後,一次鑽孔完成。
(7) 軋壓法及鑽孔之精確度:不論用預軋壓、軋壓法、或鑽孔法所完成之孔眼,必須能使標準圓柱棒(Cylindrical Pin)其直徑小於鑽孔直徑3.2mm,能垂直通過同一平面連結鋼板之75%孔眼,若不能符合此要求,則應將其中不佳者予以剔除或改善,任何連結板孔眼若不能容直徑小於孔徑5mm之圓柱棒垂直穿過者,皆需廢除不得使用。
(8) 大梁之預拱(Camber)可在施工時決定之,但最小之預拱將能克服靜載重所發生之撓度。
(9) 各構材翼板(Flange)及腹板(Web)之裁切方向,必須與鋼板製造時滾壓之方向相同。
(10) 製造及安裝時,構材之吊運必須小心處理,勿使構材受額外之應力,裝配時應避免使用錘擊。
3.3 銲接
3.3.1 電銲工作必須符合CNS 7993之規定。
3.3.2 銲接以自動銲接為原則。
3.3.3 電銲技工之技術標準應符合下列規定
(1) 除應具有政府機構、目的事業機構考試合格領有電銲工證照者外,並在工作開始前最近6個月內,仍繼續擔任同類銲接工作者,或電銲工作前經重新考試檢定合格者,始為合格。
(2) 雖經檢定合格之電銲工,於從事電銲工作時,若不遵守規定或施銲之品質不符合要求時,得拒絕其加入電銲工作。
(3) 銲接技工檢定考試應參考AWS之規定執行。
3.3.4 廠商應於施工前,將銲接使用銲蕊、銲條種類及銲接設備、銲接程序、接頭開槽形狀、銲接方法、銲接引起之變形對策及銲接試驗等,連同電銲工名冊送請工程司審查核定後,始可施工。
3.3.5 被銲接面,須無鬆屑、渣銹及油脂雜物。如有水份或潮濕,不得施銲。組立完成逾12小時之銲件,須將銲縫兩邊充分烘乾後始可施銲。
3.3.6 電銲作業
電銲時,必須依照規定之電流、電壓及電銲速度施銲,期使銲料完全熔透,不發生缺陷,尤其應避免電銲起點之熔透不足(Incomplete Penetration)與灰渣(Slag)以及銲疤(Crater)之不良形狀與龜裂(Crack)等現象發生,電銲過程中不得在鋼料上任一部位施行弧光擦痕。
3.3.7 開槽(Groove)之加工
開槽必須依照設計圖所示形狀、精確加工,其表面必須平滑,開槽不得以人工方式加工為原則。
3.3.8 多層銲接
多層銲接時,應將各層銲接面之夾渣、銲濺物(Spatter)等清除乾淨後,再行施銲次層銲道。
3.3.9 對銲
於對銲施工時,應使面銲與背銲完全熔透成一體,如使用背墊板(Backing Strip)對銲時,應使第一層之銲料完全熔透,並不得有龜裂及夾渣情形發生。
3.3.10 角銲
於鋼件之轉角終止之角銲道繼續轉角至銲接尺度2倍以上之距離後方得終止。
3.3.11 自動銲接
採用自動電銲施工時,應特別注意下列各點:
(1) 銲接面及其鄰接部位,在銲接之前必須徹底清理乾淨,銲接面之黑皮(Mill Scale)亦應完全除去。
(2) 銲條(電極)及銲劑(Flux)必須完全乾燥,並應在乾燥狀態下施銲。
(3) 開槽必須精確加工,使符合圖說或AISC Prequalified-joint之說明。
(4) 將成為正式銲接之臨時固定銲應儘量少用,並應使用被覆劑內所含有機物較少之電銲條施銲。
(5) 銲條與銲劑之選擇、銲件位置、電流與銲接速度等,需經實驗檢討之後施行銲接為宜。
(6) 電銲機應不受電壓在變動之影響,並應事先調整妥當,俾能充分發揮其性能。
(7) 採用自動電銲時,不得在接頭中途切斷電弧。
3.3.12 預熱
按照下表預熱及電銲層間之最低溫度規定。
-
-
母材種類
銲接方法
預熱及電銲層間溫度
CNS 2473
SS 330
SS 400
CNS 2947
SM 400A
SM 400B
SM 400C
ASTM A36
除了低氫素以外之被覆電弧銲接
銲接處最厚
板厚(mm)
最低溫度
(°C)
19以下
不規定
19~38
66
38~64
107
64以上
150
CNS 2947
SM 400A
SM 400B
SM 400C
ASTM A36M
ASTM A572M Gr.50
低氫素被覆電弧銲接(SMAW)
潛弧電銲(SAW)
氣體遮護電弧銲接(GMAW)
包藥銲線電弧銲接(FCAW)
19以下
不規定
19~38
10
38~64
66
64以上
107
-
3.3.13 銲接部位之缺陷
在銲接部位不得有龜裂(Crack)、有害之氣孔(Blow Hole)、夾渣(Slag Inclusion)、不整齊之波面及銲疤(Crater)以及尺度不準等缺陷發生。
3.4 銲接檢查
廠商應檢查下列各項,並作成紀錄存查。
3.4.1 施銲前,每一接頭均需就下列項目逐項檢查
(1) 材料。
(2) 背墊板與原鋼板之密接度及端接板之固定。
(3) 開槽之角度及間隔。
(4) 銲接面之清掃。
(5) 預熱。
(6) 點銲。
3.4.2 施銲中應就下列項目時常管理檢查
(1) 電銲工之資格。
(2) 銲接程序。
(3) 銲接順序。
3.4.3 施銲後之目視檢查
所有電銲應做100%之檢查,並應依AWS D1.1之規定辦理。
3.4.4 施銲後之非破壞性檢驗
(1) 槽銲接頭之電銲應以超音波或射線照相做非破壞檢驗。對各種銲接接頭之首次檢驗應就每試驗單位全數(100%)檢驗,每試驗單位按每一節柱及其所含之梁、板為計算單位。除設計圖上另有規定者外,應依每試驗單位之檢驗結果再照下表所列標準取樣檢查。
對每檢測單位之抽驗結果應依下列槽銲非破壞檢測適用標準及取樣百分比表標準處理:
-
-
-
次回取樣檢測百分比
構 材
柱
梁
柱梁
接頭
柱內
隔板
其他
翼 緣
腹板
受力種類
張力與壓力
撓曲
撓曲
剪力
張力
及壓力
軸力
傳遞張力
及
壓力
銲接方式
橫 向
縱 向
橫向
縱向
橫向及
縱向
橫向
及
縱向
板 厚
t>50
50≧
t>32
t≦32
t>50
50≧
t>32
t
≦32
前回檢測不合格之%
5
以下
50
50
25
25
15
10
15
5
5
50
10
5
5-10
75
75
50
50
30
20
30
10
10
75
20
10
10
以上
100
100
100
100
75
50
75
25
25
100
50
25
檢驗
方法
RT
UT
UT
RT
UT
UT
UT
UT
UT
UT
-
-
A. 不合格率在5%以下時,該單位成品可視為合格。
B. 不合格率在5~10%時,對於該試驗單位應再抽取同數量試體再予試驗。如不合格率超出5%以上時,應對該試驗單位之其他所有成品全部檢查。
C. 不合格率在10%以上時,應對該試驗單位之其他所有成品全部檢查。檢查處所由工程司指定之。惟指定處所之距離應儘量平均,並應特別注意轉角處、斷面變化及較易產生銲接缺陷之處。
(2) 角銲
主要構材應至少實施5%以上之磁粉探傷檢驗,並應將檢驗結果提交工程司審核。
(3) 上述非破壞性檢測之檢查標準應依AWS D1.1之規定辦理。
(4) 超音波及射線檢測方法應依AWS D1.1之規定辦理。磁粉探傷應依ASTM E109之規定辦理。
3.4.5 不良銲接之補修
經檢查後,不合規定之一切銲接不良部份,應以適當方法全部挖除重銲。補修結果,應經工程司之認可。
3.4.6 所有電銲之大小、長度及位置,應符合設計圖及本規範之規定,未經工程司同意之電銲不可施做。
3.4.7 製作準確度
所有構材之製作準確度,應由廠商依AWS D1.1以及AISC標準規範(Code of Standard Practice)之有關規定訂於施工計畫中,並應經工程司之認可。
3.5 搬運
3.5.1 所有構件應於搬運至工地前,用油漆將安裝記號及方向註明、重量超出5公噸以上之所有構件,並須將重量及重心位置標明於明顯易見之處,以便安裝。
3.5.2 搬運中容易受損之構件,應在搬運前妥為包紮。
3.5.3 廠商應依照核定之工程預定進度表之指示,將完成之構件依序運搬至工程司核准之地點堆放,並注意不得使鋼材發生銹蝕彎曲或扭曲等損傷。
3.6 工地安裝
3.6.1 鋼結構工程工地安裝施工前,廠商應詳細勘察工地,並擬定安裝程序、方法、機具設備及工地安全事項送請工程司審查。
3.6.2 鋼料應按其編號依序安裝,吊裝時須謹慎,不得碰撞或中途掉落,鋼材吊至安裝位置後,隨即以臨時安裝螺栓裝合。
3.6.3 鋼材接觸面在安裝前須加清理,如無特別規定,用臨時螺栓鎖緊後,接觸面應完全緊貼,螺栓孔須正確重合,不合之孔以鉸刀鉸正之。
3.6.4 鋼材以強力螺栓接合者,其與栓頭及螺帽之接觸面,對與螺栓軸線垂直面之傾斜度不得大於1:20,否則須使用斜墊圈。
3.6.5 高拉力螺栓與鋼材間不得夾有墊料或其他壓縮性材料。鋼料在接合處包括墊圈附近必須清除所有污物、鱗片以及其他鬆動附著物,俾使鋼材能緊密結合。
3.6.6 高拉力螺栓之按裝,可使用有量度之螺栓扳鉗或用旋緊螺帽法或依照高拉力螺栓供應商之按裝規定旋緊高拉力螺栓,使其達到最低拉力。如廠商使用特殊方法旋緊高拉力螺栓,必須先徵得工程司之同意方得使用。
3.6.7 基礎螺栓埋設時,螺栓支架應以獨立固定為原則,不得因澆置混凝土時,模板、鋼筋之走動或振動機之振動致支架發生偏移。
3.6.8 基礎螺栓埋設後,若其偏差超過許可差致使機件無法套入時,應由廠商負責鑿除混凝土並重新埋設之。
3.6.9 工地安裝精度之許可差應符下列規定:
(1) 錨栓
A. 一組錨碇螺栓群內各螺栓之中心距許可差值最大不得超過3mm。
B. 相鄰兩組錨栓群之中心距許可差值最大不得超過3mm。
C. 每組錨栓群之中心與柱之建築基準中心線許可差值最大不得超過6mm。
D. 錨栓伸出基礎基準面之長度應符合施工圖之規定。
(2) 柱
A. 鋼柱底板基準面高程許可差值最大不得超過3mm。
B. 單節鋼柱之允許傾斜值最大不得超過柱長之1/1,000。
C. 多節柱之累積傾斜值,內柱在20層以下,不得超過25mm,每加一層增加0.8mm,最大不得超過50mm。外柱在20層以下,傾向建築線之偏移量最大不得超過25mm,遠離建築線之偏移量則不得超過50mm,每加一層增加1.6mm,向建築線方向之最大累積位移量不得超過50mm,遠離建築線者不得超過75mm。
D. 每節鋼柱頂端中心對柱之建築基準中心線在同一水平高度上之許可差值,在100m長以內最大不得超過38mm,每增加1m長,增加0.4mm,但最多不得超過75mm。
E. 相鄰柱頂端之高度許可差值不得超過3mm。
F. 相鄰四支鋼柱頂中心對角線許可差值,內柱不得超過3mm ,外柱不得超過6mm。
(3) 梁
梁中心點之撓度不得超過梁長之1/1,000。
3.7 油漆
所有鋼結構之工廠油漆應依據本規範第09910章「油漆」之規定。
4. 計量與計價
4.1 計量
4.1.1 本章工作之附屬工作如表面處理及電銲、預先加工及檢驗、試驗及檢驗、油漆及加工等不予以單獨計量計價,但屬於契約相關工作之一部分。
4.1.2 計量方法
按核可之施工製造圖結構鋼材以公噸計量。
4.2 計價
本章工作依有關章節之鋼構件以公噸計價,該項單價已包括完成本項工作所需之一切人工、材料、機具、設備、運輸、動力及附屬工作等費用在內。
〈本章結束〉
05124 05124-11 LCEB V1.0 2010/07/01