鋼結構施工別忘記考慮柱頂高程的檢測

劉澤山  技師

一般鋼結構吊裝時，對於基礎螺栓安裝位置與高程，均列入考查的重點，或列入所謂檢驗停留點中。然而是否安裝上去後，就ㄧ勞永逸了呢？對於只有ㄧ、二節鋼柱的情況而言，或許這是對的；但對於許多節次的高層或超高層結構而言，則並不盡然。有可能因為誤差的累積，導致施工精度不佳、偏斜或無法安裝(擴孔)等問題。所以對於多節次的鋼結構施工，為維護品質，銲接後柱頂高程的測量與數據回饋工廠，是需要慎重考慮的。

柱頂高程的差異來源主要因素有下列幾項。

一、        工廠的製作誤差或錯誤：如前述，規範考慮工廠的施作困難性每支柱都有一定的允許誤差；放樣定線也難免會出錯。

二、        工地電銲收縮：柱對接之工地銲道銲後一定多少會有多少的收縮量，收縮量與鈑厚、銲接技術與參數、工人技藝甚至當時的氣溫及風速都有關係。

三、        壓縮沉陷：壓縮沉陷的原因主要有：1.鋼材本身的強度高，相對的工作載重下的變形量也相對的高。2.鋼結構大樓主要的重量，是混凝土的重量。但RC澆置的時間是在鋼柱安裝完成一段時間之後。所以彈性變形的發生，會有很多是在鋼構完成後。3.壓縮沉陷對於高度很敏感。因為柱長度一長，變形增加的速度會變快。以基本變形量計算的公式δ=PL/AE來說，假設當L為150公尺時，δ必不會太小。而且是逐樓層的累積。4.內外柱的承受樓板重量的差異很大，一般均超過柱子的斷面差異很多，由此造成柱子間的差異沉陷量。一般來說超過30層以上的SC大樓，建議就要加以核算確認可能發生的沉陷量，以及是否需於製造中先加以補償。(相關計算請參考參考資料三)。

四、        其它：如溫度變化。每±15℃，10m長之鋼柱差2mm。不過由於鋼材導熱性佳，鋼柱間不易發生溫差很大的狀況。

若參考法規規定，根據「鋼結構施工規範」第九章僅規定，上下樓層鋼梁之高程差為±8mm，而鋼結構協會之「鋼結構品質管制作業標準」對於每節柱長度則有±5mm的允許差。故以機率來說，符合製造標準的鋼柱安裝後，如果數量較多總會有那麼幾支大梁超過「鋼結構施工規範」的規定，並不足為奇。而且規範並未考慮大樑長度，8mm的誤差在稍大跨度的鋼樑來說，並非到不能安裝的程度。而且由於規範所需量測的數據龐大，反而使許多人忽略掉更重要對柱的高程確認問題。另外，若節數一多，累積的差異值就極容易造成鋼梁安裝的問題。但由於柱已安裝，很難再去確認，也因此不容易確定現場施工問題是由何種原因造成。所以，電銲後量測柱頂高程，對於相關問題釐清與品質的控制上，是相當重要且值得參考的議題。

參考資料

1.  內政部（2007）。鋼結構施工規範。

2.  中華民國鋼結構協會。鋼結構品質管制作業標準，第三版。

3.  劉澤山、黃武龍（2001年8）。鋼結構施工實務—矯正與測量。土木技術雜誌，第四卷第八期。