【508】社論主筆:陳錦芳
廣告:第一版合理、七洲
(第一版)新聞焦點(社論•週聞輯要)
社論
審慎推動專業責任保險 分散工程師之執業風險
日前中華民國產物保險商業同業公會(以下簡稱產險公會)為研商「建築師工程師專業責任保險」(以下簡稱專業責任保險)事宜,邀集行政院金融監督管理委員會保險局、行政院公共工程委員會等主管機關暨工程技術顧問商業同業公會、工程顧問公司、建築師公會及技師公會等團體,共同討論「建築師工程師專業責任保險契約條款」之適宜性。產險公會於會議中表示,為擬定責任保險定型化契約(即制式化條款)以便於實務運作時使用,產險公會已經過多次內部人員及外部人員之研議,但此次係首度邀請技師公會等團體參與討論,期能藉由使用者之意見以強化該保單之妥當性。
按專業責任保險係針對被保險人(如工程師)直接因執行業務之疏漏、錯誤或過失,違反業務上之義務,致第三人受有損失,依法應由被保險人負賠償責任,而於保險期間或延長報案期間內提出賠償請求時,由承保之保險公司對被保險人負賠償之責。亦即透過專業責任保險,工程師可以將執行業務之風險因素轉移給保險公司,從而可取得損害賠償以避免個人財產免受損失。然而,專業責任保險固然可以降低工程師之執業風險,但在許多情況下,投保之工程師付出相當的代價,卻不一定能得到完全的補償或賠償。因此如何審慎投保及評估專業責任險,實為各技師先進所應關注之課題。
目前因工程技術顧問公司管理條例第二十條規定,工程技術顧問公司應投保專業責任險,其投保方式採逐案強制投保,其最低保險金額由主管機關會商財政部訂之。故嗣後政府採購之主管機關工程會基於採購公平性行文各機關,建議如投標主體為技師事務所或建築師事務所,亦應於投標須知中要求得標廠商均須投保專業責任險。此項作法本為主管機關為有效分散工程規劃設計監造風險之良法美意,但上述不分案件類型與內容,採逐案強制專業責任保險的作法值得注意。如目前專業責任險之保險期間,又多與採購案之服務期間一致,故若採購案件僅涉及規劃設計階段時,並無法分擔對於該工程施工階段因設計衛生之風險。特別是工程風險多於施工營造時始呈現之情形下,強制專業責任保險等同在風險極低或無風險之情形下,墊高了規劃設計之成本,也造成此類案例之強制專業責任險有圖利保險公司之嫌的奇怪現象。
本報欣見主管機關就推動專業責任險所做之努力,但主管機關就其保險案件的類型及保險契約之內容,似宜進行更為審慎及細緻之評估以有效控制工程師之執業風險,以免專業責任險被保險公司戲稱為一張「最賺錢的保單」了。
交通部澄清高鐵履勘作業及通車期程之相關疑慮
﹝本報訊﹞針對有關報載交通部將不再辦理履勘複勘程序乙節,交通部提出澄清,在履勘作業各履勘委員所發現「通車前須改善事項」之各項缺失,交通部將俟台灣高鐵公司改善完成報部後,進行相關複勘作業;一定在確保高鐵安全無虞之前提下,才會核准高鐵通車營運。
交通部表示,依「台灣南北高速鐵路履勘實施計畫」內容,履勘作業過程中發現有須改善事項,且應進行複勘時,則台灣高鐵公司須立即進行改善,改善作業完成後應報請交通部針對須改善事項進行勘查。第一階段高鐵履勘作業已在今年
交通部同時強調,台灣南北高速鐵路計畫預計於今(95)年10月底通車既是政府原定之政策,亦是台灣高鐵公司持續努力之目標,現階段通車日仍未改變,另依台灣高鐵公司板橋至台北間之工程進度,交通部不排除考慮以「板橋至左營」段為優先通車路段之可能性;然未來高鐵之履勘結果,交通部定將尊重IV&V認證報告及履勘委員會之共同結論,本於主管機關立場,依相關法令規定嚴謹執行履勘作業,絕對不可能無條件護送高鐵履勘通過,一定在確保高鐵安全無虞之前提下,才會核准高鐵通車營運。
(第二版)時事論壇(我有話說•重大工程新聞)
迄今7,652營造廠換證
﹝本報訊﹞台灣區營造工程工業同業公會於
台灣區綜合營造工程工業同業公會-在籍會員換證統計表 製表日期: |
||||||||||||
縣市別 |
甲等/已換/未換 |
乙等/已換/未換 |
丙等/已換/未換 |
合計/已換/未換 |
||||||||
台北市 |
458 |
341 |
117 |
118 |
74 |
44 |
597 |
304 |
293 |
1,173 |
719 |
454 |
高雄市 |
207 |
147 |
60 |
121 |
81 |
40 |
626 |
369 |
257 |
954 |
597 |
357 |
基隆市 |
14 |
5 |
9 |
18 |
13 |
5 |
129 |
74 |
55 |
161 |
92 |
69 |
新竹市 |
36 |
31 |
5 |
25 |
23 |
2 |
146 |
91 |
55 |
207 |
145 |
62 |
台中市 |
195 |
146 |
49 |
136 |
96 |
40 |
649 |
364 |
285 |
980 |
606 |
374 |
嘉義市 |
35 |
28 |
7 |
54 |
38 |
16 |
175 |
105 |
70 |
264 |
171 |
93 |
台南市 |
80 |
50 |
30 |
52 |
31 |
21 |
240 |
145 |
95 |
372 |
226 |
146 |
台北縣 |
295 |
214 |
81 |
208 |
156 |
52 |
1,050 |
635 |
415 |
1,553 |
1,005 |
548 |
宜蘭縣 |
64 |
47 |
17 |
44 |
30 |
14 |
132 |
86 |
46 |
240 |
163 |
77 |
桃園縣 |
137 |
105 |
32 |
140 |
107 |
33 |
625 |
370 |
255 |
902 |
582 |
320 |
新竹縣 |
22 |
20 |
2 |
33 |
26 |
7 |
227 |
168 |
59 |
282 |
214 |
68 |
苗栗縣 |
24 |
20 |
4 |
32 |
21 |
11 |
222 |
128 |
94 |
278 |
169 |
109 |
台中縣 |
74 |
58 |
16 |
103 |
74 |
29 |
725 |
457 |
268 |
902 |
589 |
313 |
南投縣 |
20 |
17 |
3 |
56 |
43 |
13 |
412 |
261 |
151 |
488 |
321 |
167 |
彰化縣 |
47 |
29 |
18 |
85 |
51 |
34 |
516 |
307 |
209 |
648 |
387 |
261 |
雲林縣 |
60 |
42 |
18 |
81 |
50 |
31 |
373 |
190 |
183 |
514 |
282 |
232 |
嘉義縣 |
14 |
11 |
3 |
40 |
23 |
17 |
218 |
140 |
78 |
272 |
174 |
98 |
台南縣 |
62 |
39 |
23 |
72 |
50 |
22 |
368 |
210 |
158 |
502 |
299 |
203 |
高雄縣 |
57 |
38 |
19 |
65 |
42 |
23 |
374 |
227 |
147 |
496 |
307 |
189 |
屏東縣 |
31 |
21 |
10 |
46 |
32 |
14 |
294 |
169 |
125 |
371 |
222 |
149 |
花蓮縣 |
31 |
23 |
8 |
39 |
23 |
16 |
180 |
96 |
84 |
250 |
142 |
108 |
台東縣 |
14 |
11 |
3 |
20 |
13 |
7 |
110 |
70 |
40 |
144 |
94 |
50 |
澎湖縣 |
11 |
10 |
1 |
17 |
13 |
4 |
54 |
41 |
16 |
85 |
64 |
21 |
金門縣 |
12 |
10 |
2 |
9 |
8 |
1 |
63 |
44 |
19 |
84 |
62 |
22 |
連江縣 |
0 |
0 |
0 |
4 |
4 |
0 |
20 |
16 |
4 |
24 |
20 |
4 |
合計 |
2,000 |
1,463 |
537 |
1,618 |
1,122 |
496 |
8,528 |
5,067 |
3,461 |
12,146 |
7,652 |
4,494 |
*備註:總資本額計32,563,186.488萬元,會員家數含停權會員3,127家 |
台灣區綜合營造工程工業同業公會-在籍專業會員換證統計表 製表日期: |
||||||||||||
縣市別 |
甲等/已換/未換 |
乙等/已換/未換 |
丙等/已換/未換 |
合計/已換/未換 |
||||||||
台北市 |
5 |
5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5 |
5 |
0 |
高雄市 |
3 |
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3 |
3 |
0 |
基隆市 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
新竹市 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
台中市 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
嘉義市 |
2 |
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
2 |
0 |
台南市 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
台北縣 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
宜蘭縣 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
桃園縣 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
新竹縣 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
苗栗縣 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
台中縣 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
南投縣 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
彰化縣 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
雲林縣 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
嘉義縣 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
台南縣 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
高雄縣 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
屏東縣 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
花蓮縣 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
台東縣 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
澎湖縣 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
金門縣 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
連江縣 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
合計 |
15 |
15 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
15 |
15 |
0 |
*備註:總資本額計212,271.323萬元 |
沙漠天地公園
王壽延 技師
到蘇州旅遊,進入獅子林,太湖石堆砌的假山石洞,高低盤旋,時而豁然開朗,時而景色變化,情趣橫生,確是不朽的名勝。接著參觀滄浪亨、拙政園和留園等江南名園,對中國古典園林,造型優美雋永,靈活地運用建築、繪畫、文學、書法和雕刻等藝術於造園中,形成中國園林在空間上展現藝術性的立體曲折迂廻變化美感,以及饒富濃厚傳統文化氣息的特色,使人印象深刻。
看罷這種人類智慧藝術極品,不禁令我懷念在沙烏地阿拉伯工作時,以大自然美景取勝的沙漠天地公園。二十多年前奉派赴沙烏地阿拉伯工作,這裡是回教發源地,在嚴格的教義規範下,沒有燈紅酒綠場所,電影院也沒有,電視裡沒有女明星、娛樂節目以運動比賽為主,提不起觀賞的興趣。
工地在大沙漠中間,酷熱難當,每天在那攝氏接近四、五十度,飛砂走石、惡劣氣候下,辛苦的工作著。唯一樂趣,就是晚上拿出家人的來信,在房間裡吹冷氣,聽聽台灣的音樂而已,直到有一天,吃過晚飯,一個人來這裡工作多年的老沙同事對我說附近有一座小公園,你不妨去看看,多去幾趟,說不定有意想不到的發現。
那是一座天地公園,有自然美景,照他指示的路徑開車三十幾分鐘,才來到那沙漠中的小公園,不覺大失所望。所謂公園,在這沙漠裡,也是沒花、沒樹、沒流水、造景的所在。又是一座小山丘,上面一座木造四角小亭。亭內幾個圓木做的凳子,亭子外放置幾塊當地土灰色大石頭。小亭子造型平凡無奇,沒有一點特色,走進亭子裡坐了一會兒,想不到一個失落很久的美景,呈現在眼前,那是在台灣久違的黃昏落霞。一望無垠的大沙漠裡,一片金黃紅色。暮靄飛升,天慢慢的暗下來,瑰麗動人的落日晚霞,充滿一種原始情調,展現了蒼茫浩瀚之美,扣人心弦,它曠遠雄偉。我不禁想起唐詩中描述西北塞外風光的詩句,看看夕陽西沉,久久不想離去。
往後的日子裡,晚飯後,我常去那小亭裡坐坐,親近欣賞這奇妙的大自然美景,讓野風拂去白天的燠熱。有一天,多坐了一會兒,夜暮降臨才離開,忽然一個奇特的現象吸引了我,遠遠上頭,一道銀光直向我射來。不久,一道道銀光紛紛射向四面八方。那銀光射處就在山頂凹處,彷彿是天上神袛降臨凡塵,又像是一尊女神隱隱約約站在那裡。我真是驚奇極了,思緒在剎那間模糊,在當場一時怔住,說不出話來,四周靜悄悄地,時間也凝住了。銀光逐漸擴散、瑞彩千條,等到銀光遍照大地,寰宇間澄明透澈,我才猛然從矇瞳失神中警覺過來,原來那是一彎緩緩從山凹裡升起的明月。那奇異的幻境,令我失神的美景妙境,就是那彎月尖兒緩緩爬升時,月光的奇妙變化。不知看過多少次月升月落?想不到在這異鄉沙漠裡才感受到大自然神奇難忘的景象,真是奇緣啊!
當月亮不出,漆黑一片,四周沒有燈光,天上沒有一片雲朵,天地公園又是另一番令人驚喜的景象,滿天星斗顯得特別耀亮。我總喜歡在燦爛無比的北斗銀河間去等待那東飛西竄的流星。他們犯翼軫、沖紫薇,橫行於宇宙之間,有時神光炫目,有時落向人間,是我永不厭倦地追尋,有時人造衛星也來湊熱鬧,在天空緩緩地移動,讓我目不轉睛地看個滿意。
為了一賭天地公園的日出,起了一個大早,坐在小亭子裡向東方觀望。在晨曦中,遠處那一片美麗的紅沙漠,在太陽慢慢升起時,一片朦朧的紅光照在細潔純淨的石英砂上。我將車子緩緩開進紅沙漠,那是一種遍地粉紅動人心弦的美景。係層層波浪一樣的紅沙漠上,清晨微風吹起,砂子好像在跳舞,我心中不自禁地加以讚美,此情此景,實在難以文字描述,不覺嘆道:「這一趟阿拉伯之行不虛?這些美景,如非親臨,怎能體會呢!」
大沙漠裡真是乾淨得一塵不染。經過長年西伯利亞狂風吹襲,大沙漠裡白色鈣化結晶,被稱沙漠之寶的沙漠玫瑰朵朵盛開,意外地還留在原地,沒有被人採走。還有不少動物骸骨,大自然的生死律在這裡明顯的規範著。世間生物,包括萬物之靈的人類,不過是出生、成長、死亡後再回歸自然界。動物死在地表上,人類死後葬在土裡,一樣逃脫不了這自然的法則,在這裡能親身體驗大自然給人無上的智慧和永恆的真理啟示,是多麼難得的機緣啊!看著一塊塊動物骸骨,想到土木人工作漂泊無常,自己一人,孤客東來「念天地之悠悠,獨愴然而涕下!」
春來了,沙漠裡長出幾朵黃色的小花,是初春唯一的信息。坐在天地公園裡觀看一道道從天而降,此起彼落的閃電,強烈的電光直衝到地面,穿過黑雲漫漫的天空,彷彿要將宇宙片撕裂似的。一聲聲驚心動魄的霹靂巨雷,轟隆轟隆震動遠近,威勢無比猛烈。看著天地舞台正在上演初春的前奏,讓我這唯一觀眾,內心震動,目瞪口呆,驚駭得忘了給予掌聲。
不久,遠處飛來一團黑氣,剎那間來到跟前,強風狂沙中,夾雜著驚人的雨勢,不過短短十幾分鐘,全身濕透的我走下亭子,大地已積水盈尺,流水成河,彷彿全沙漠的水氣都集中在這一團黑氣裡似的,真是大自然奇觀。生命有了雨水滋潤,開始新生,小草開始發芽,鑽出地面,蟲鳥活躍起來。大沙漠經過春雨的淨洗,清新艷麗,開始迎接新的一年。可惜,這珍貴的春雨,一年間僅僅遇到過一次,已令我嘆為觀止永不能忘了。
擇別了酷熱難當的夏天,沙漠裡有了秋意。大沙漠夏季裡,處處飛舞,拽曳生姿,偏愛陪伴我左右的小龍捲風已消失不見,大沙漠中只有那不知名的草叢和駱駝點綴著。那宇宙的主宰-太陽每天還是散發著無窮的光熱烤曬著大地。到了晚上,寂靜的月夜裡,沒有蟲聲,只有那萬里外吹來的狂風不停地呼嘯著。走進秋天的天地公園涼爽舒服極了。天上沒有一片雲朵,一輪明明照得天地間一片清明。我感到秋月真美,難得自古到今有那麼多的詩詞歌賦讚美她。
一年過去了,回台灣和親人團聚的日子終於到來。我不禁感謝這小小平凡的天地公園,一年來陪伴我度過辛苦寂寞的日子。我親吻天地公園小亭子的每根木柱,在這裡,我才知道除了台灣的青山綠水、蕉風椰雨美景外,即使是單調無奇的沙漠,也是那麼的雄奇美麗,因為它擁有大自然天地間的恩賜造景,細細品味,令人終身難忘!
(第三版)技術專刊(建材•工法•營建管理•法令)
「梁上柱」之設計要點
陳正平技師
一、前言
台灣省土木技師公會結構審查委員會於95年8月26日起,在板橋三民路會址舉辦為期四天之『結構分析及設計軟體ETABS使用課程研討會』, 余理事長於致詞中特別強調「梁上柱」現象,其結構分析模式及設計方法是否正確,對建築物結構安全的影響甚為重大,設計時必須慎重處理,並曾為此事要求公會技師同仁撰文探討。筆者對此議題亦頗有興趣,會後即上公會網站查尋相關文章,惟遍查技師報文章並未發現有相關議題。另筆者亦有感於梁上柱之設計對結構安全的重要性,先前曾對此問題加以探討,故略有心得。今既經
余理事長提醒,乃特將筆者對此問題之設計原則及應注意事項的看法整理出來,投稿本會技師報,供技師同仁參考,若有疏誤之處尚請技師先進不吝指正。
二、設計原則及注意事項探討
建築物之樓層配置常會受到建築相關法規的限制或立面外觀造形的需求,或屋頂塔屋之柱未能正好座落於下層柱上,致常會出現有梁上柱的現象,遇到有梁上柱情形時應如何作設計考量,才能符合力學原理及「建築物耐震設計規範」的規定,是一件值得探討的問題。筆者參酌規範之規定及電腦程式分析及其後處理設計的實務問題,提出探討。
2.1分折模式
早期用來分析高層建築結構之電腦工具,常因記憶體容量不足的問題;或因設計者分析模式不恰當;或因分析軟體之功能限制,而將退縮樓層有梁上柱之現象的處理方式,分割為有退縮之上部樓層先行分析,再將上部結構分析結果所得之柱底力量,加載於下部無退縮樓層之頂梁上,而形成「梁上柱」的現象。但此種處理方式因上部結構物分析所得的載重組合至少有19種以上,若加上其他特殊規定及垂直地震力之效應,則載重組合可能超過50種以上,導致載重輸入量太大而有困難,因此一般設計者均只輸入垂直靜載重及活載重二種而已,另外由上部結構之水平力(地震力或風力),對上部結構所產生之柱底固定彎矩及上舉力及下壓力,因數量龐大均未輸入,此部份未輸入之載重,對其支承點附近之梁、柱之影響甚大,有影響結構安全之疑慮。
筆者認為最好的解決方法是將上部結構及下部結構一併建入單一之立體構架分析模式中,即可一次得到正確的分析結果;若情況特殊而必須分割來分析,則在上部退縮的部份,必須往下延伸至少一層(最好是二層)以上,並將上部結構及下面延伸樓層所承載之垂直力及水平力均完整輸入模式中作分析(見圖一),如此亦可得到梁上柱之支承點附近之梁及柱,近似正確的分析結果。
圖一 梁上柱分割作局部分析之建議模式
2.2
韌性檢核
「結構混凝土設計規範」第十五章(耐震設計之特別規定)15.5.2節(柱之最小撓曲強度)中有規定,抗彎矩構架中,任何抵抗設計軸壓力超過0.1Agfc’之柱,其撓曲強度須滿足規範對「強柱弱梁」之檢核規定。至於「梁上柱」的問題,因其柱係支承於梁上,該支承位置雖然下方無柱構材,但在結構分析模式中仍然屬於梁、柱接頭之結點,且在ETABS之後處理程式中亦是將該結點視為梁、柱接頭而自動作「強柱弱梁」之檢核。但此處之檢核常因一根長梁中有支承上柱之結點存在,檢核程式會將其分成二根短跨梁,因此檢核結果幾乎都會出現因梁二端塑鉸彎矩所產生之剪力太大,致未能通過檢核之現象。然而此處之支承型式是否屬於一般之梁、柱接頭結點,是一個值得討論的議題。
依據地面層之柱在地震力作用下,因受到地下室高勁度箱形結構之束制,致一樓柱底之彎矩大部份係由地下一層柱頂之彎矩來平衡,一樓梁所能分配到的彎矩相對甚小而不會在一樓之梁端產生塑鉸,因此依其力學行為,一樓梁、柱結點塑鉸形成之位置變成一定會發生在一層柱之柱底。柱構材產生塑鉸,對結構之韌性發展確實甚為不利,但唯一能做的只能略加強一樓柱,使一樓柱之柱底塑鉸不要太早產生,儘可能使塑鉸先發生在二樓以上各梁之梁端;至於梁上柱之情況則與一樓柱底之情況有相似之處,因梁上柱之支承梁係用來支承加載於其上之各樓層之柱載重,故此處梁之重要性不亜於柱之基礎的角色,因此「梁上柱」之梁,其強度須比柱還強,不能比柱先降伏。許多設計者為避開此種問題,至目前仍有人將梁上柱之柱底設定為鉸接模式來分析,以避開韌性檢核不易滿足規範需求之問題。此種分析法若實務上亦將梁上柱之柱底做成鉸接接合,則因鋼筋混凝土柱之柱底實務應用上不易做到簡支之情況,柱底容易產生裂紋,且防裂及滲水維護方面亦不易做好,會造成後續困擾;甚至若分析時以柱底設定為鉸接模式,而實際上做為固接,則當柱底產生塑鉸時,對支承梁所增加之載重太大,支承梁會產生嚴重的危害。
由以上探討可知「梁上柱」之梁,在柱支承點應視為「柱底為固接」之「載重」,其合理之檢核方法建議如下(樑上柱之韌性檢核模式見圖二):
(1)如圖二所示,因梁 AB 的重要性遠高於梁上柱 CD ,因此在節點 C 處不必作「強柱弱梁」之檢核。
(2) CD 柱之設計,僅須依載重組合之力量設計該柱,並視需要檢核柱頂之「強柱弱梁」即可。
(3)大地震時梁上柱之柱底會產生塑鉸,檢核時將柱底塑鉸彎矩及同一載重組合下之柱軸力視為載重加載於梁上。其塑性彎矩之計算則依柱斷面尺寸及其所配置之主筋數量,並將鋼筋降伏應力提高1.25倍計算之。
(4) AB 梁之韌性檢核與一般梁之檢核方法一樣,但要考慮 C 點傳入前述之塑鉸彎矩及同一載重組合之軸力,並合併梁
A、B 二端之塑性彎矩,及梁於 A、B 間所承載之垂直載重所產生之剪力來檢核支承梁之剪力。
(5) BE 柱及 CD 柱若軸力不大,可依規範之規定不須作「強柱弱梁」之檢核工作,僅須依載重組合設計該等柱之主筋量即可。
(6) CD 柱之柱底如實務上可做到鉸接的程度,則結構分析模式當然也可配合模擬為鉸接。此時梁AB之塑性剪力檢核,只要併入C點的柱軸力即可。
圖二 樑上柱之韌性檢核模式
2.3 退縮層層間位移量檢核
在鋼結構大樓上部樓層常因配合外觀造形,致周圍退縮時亦會有梁上柱情形出現,其上部各層之層間位移量,常會因鋼構梁、柱之勁度較低,而會有超出規範規定之情形,此種現象應如何改善呢?筆者探討樓層退縮而造成樓層之層間變位較大之可能原因,及改善方法,建議如下:
(1)上部樓層之梁、柱斷面遞減太多。因建築物水平地震力之豎向分佈形狀係呈倒三角形狀,因此上部樓層所受之地震力仍大,其梁、柱斷面不宜減小過快。
(2)上部樓層退縮之面積較多時,若仍採用耐震設計規範所提供之地震力豎向分配公式來整體計算上部退縮樓層之水平地震力時,會產生偏大之現象。建議此時退縮樓層之水平地震力之豎向分佈應將上部及下部結構分開計算,或以動力分析之分析結果為準。
(3)柱係承受軸向載重,其軸向勁度較大;而梁上柱之支承梁係承受橫向載重,其撓曲勁度較低,致容易因地震產生之上舉及下壓力,致梁產生往上或往下之變位,而放大上部結構頂部之水平側移量。因此若提高梁斷面之撓曲勁度會有助益,惟一般情況梁之高度會受樓層高度之限制,而無法大幅提高梁之勁度。此時可利用梁上柱位之正下方或附近位置,提供可設置柱之位置,往下幾層設置延伸柱(見圖三),以分擔梁上柱之載重,可大幅減小頂部之側移量。
(4)梁上柱因係立於H型鋼梁上,而H型鋼梁之扭轉勁度甚低,因此梁上柱之弱軸方向會呈幾近鉸接之狀態。此時若於柱底之弱軸方向增設小梁,使柱之二向均得到束制,即可有效改善梁上柱底之固定度,以減少側移量。
(5)柱採用雙向均為強軸之斷面。
(6)在不影響使用功能之條件下,視需要增加設置立面斜撐或剪力牆。
(7)在不影響使用功能之條件下,亦可將柱向下延伸一層,以延伸入下層之柱頂抗彎矩能力來平衡上層柱之柱底彎矩(見圖三)。
若採上述方法擇可行之單一方案或多方案同時採用,即可獲得大幅改善。惟柱底採固接方式時,須注意鋼構接合型式是否可達固接效果。
三、結語
梁上柱之情形表面上看來與一般抗彎矩之構架相同,似無特別之處,但若深入探討其設計細節却有甚多須注意的地方。因以一根梁承載多層之柱載重,一旦有設計疏失而造成支承梁之破壞,其影響之層面甚廣,因此筆者斗膽拋磚引玉提出「設計準則及注意事項」之初步構想,期待技師同仁集思廣議,共同訂定設計準則供大家遵循或自主查核,避免產生設計疏漏,以維公共安全。
圖三 梁上柱位正下方設置延伸柱示意圖
(第四版)焦點話題(地方焦點•生活情報•研習活動)
杜拜世界最高摩天大樓建築
周吉爾 技師
杜拜世界最高摩天大樓,至今年五月已經建造達42層157公尺高,預定於2008年完成。(詳圖所示)摩天大樓總高度為700公尺,混凝土與鋼構平台基礎座落於192支直徑為1.5公尺長度為50公尺之混凝土摩擦樁上,樁帽筏基之混凝土厚度為3.7公尺,面積為8,000平方公尺,基礎建造總共使用混凝土量為45,000立方公尺。
建築物核心牆使用高強度混凝土以每4天1層之速度建造,核心牆之混凝土每100立方公尺澆置需時4小時,且必須添加冰塊與添加劑以維持泵浦澆置時之流動性。混凝土配合設計係針對杜拜之高熱與多鹽性環境,添加劑包括有矽灰、飛灰、爐灰及礦渣等。
德國製造商Putzmeister設計混凝土澆置用泵浦,其輸送壓力為35Mpa,可以傳輸離地面遠達600公尺,泵浦使用將到154層為止,其上則為鋼構尖塔建築。
南韓商Samsung Corporation獲得建造此高達三億八千萬美元之建築合約,並聘請Hyder Consulting為監督顧問,包括機械水電結構等之審查,亦是本計畫之建築及工程記錄顧問,該公司負責每日施工監督管理、建築材料之試驗取樣與審查、資訊管理及查證符合國際之建築規範與標準等。
GHD公司則負責設計審查以達到建築物100年之設計標準,並且審核建築物混凝土筏基與基樁之陰極保護系統之設計與安裝。GHD公司同時亦是獨立認證與試驗機構[Independent Verification
and Testing Agency(IVTA)],負責評估試驗本計畫之混凝土、鋼材及其他主要材料。
Coffey Geosciences則負責查核本建築物混凝土筏基與基樁之相關地質資料。Hyder Consulting同時亦負責設計相關公共設施如主要林蔭大道、聯絡道路及三座地下停車場等。
圖左正在建造之杜拜世界最高摩天大樓;圖右為完成後透視圖
中國大陸重大建設工程系列報導之四
中國南水北調-中線工程
陳樹棟 技師
一、沒有水就沒有生命
中國某些地區窮就窮在缺水,空氣、土壤、水為生存三要素,水是生命的泉源,沒有水就沒有生命。水的短缺問題,不僅在中國,世界其他地區也普遍存在,由於缺水而導致土地和山川的荒漠化,進而使一種文明衰亡,在世界上屢見不鮮。近年,中國沙漠南移,黃河斷流生態嚴重破壞,解決供水問題,已刻不容緩。
二、中線調水概述
中線調水的規劃構想係依照黃河流域中段受水區常年的缺水量來擬定調水量,主體工程採用幹渠自長江支流的漢水引水,沿伏牛山和太行山東側平原開渠輸水,另以漢江中、下游做補充供水,因應枯水期的需水量。供水範圍以唐白河平原及黃淮海平原西中部區域為主,總幹渠貫通長江、淮河、黃河、海河四大流域,初期供水面積約15萬5千平方公里。
三、供水工程設施
南水北調中線初期主體工程,由水源區工程、輸水工程兩大部分構成。
1.水源區工程
(1)丹江口水庫擴建:丹江口水庫控制漢江約60﹪的流域面積,常年逕流量約408億m3,丹江口水庫依調水計畫壩頂高程,從現在的162m增高至176.6m,蓄水位由157m增高至170m,庫蓄量可達290.5億m3,增加庫容量116億m3。
(2)淹沒區之補償工程:水庫蓄水量提高後,增加淹沒土地面積達370平方公里,對此區之居民需做必要之安置、耕地轉換、企業補償等措施必須先做。為安頓淹沒地區的移民使建造工程成本增加,但是,因移民所帶動的城鄉再造、環境美化、居民生活條件提高的附加價值,卻是一項無形的利多。
(3)幹流渠道工程:避免因調水對漢江中下游農工業、航運造成缺水,將在東荆河施作「引(長)江濟漢(水)」補水工程,其中包括興建興隆樞紐、改建或擴建部分排放水閘門,及將原航道整建或擴建。
2.輸水工程
(1)主幹渠輸水:自漢水引水向北,興築引水主幹渠道(詳參圖一)從經濟立場考量,選擇主幹渠以明渠為主,管涵為副。鄉野地區採用明渠方式,在北京、天津市區及穿越大清河分蓄洪區135公里長的地段採用管涵,避免明渠與當地的基礎管線衝突。這種做法,也增加明渠段的水頭,有利於輸水工程的總體效益。
(2)幹渠路線:主幹經河南省南陽過白河後,跨過江准分水嶺方城啞口入准河流域,往北經寶豐、禹州、新鄭,在鄭州市西北孤柏嘴處穿越黃河,然後,沿太行山東側平原即京滬鐵路西側北上(參閱圖一及河南省圖)至唐縣進入低山丘陵地,過永定河後進入北京市區,終點止於玉淵潭。總幹渠全長1241.2公里,支線自河北徐水縣西黑山村北分水向東至天津西河閘,支線全長142公里(參照圖一)。
(3)渠段與設計水位:幹渠路線之起始點、中間主要控制點、設計流量及設計水位標高,詳列於下表。
南水北調中線工程主控點、設計流量及設計水位標高一覽表
渠段控制點 |
設計流量 (m3/sec) |
設計水位標高(m) |
備註 |
渠起始端~方城 |
630~800 |
147.2~137.8 |
以黃海海平面標高為±0 |
過黃河 |
500 |
119.5~106.0 |
|
進河北省 |
415 |
91.3 |
|
進北京 |
70 |
61.1 |
|
入玉淵潭 |
40 |
49.5 |
|
天津幹渠(支流) |
70 |
64.9~2.7 |
其他詳參圖二。全線河渠自湖北漢水上中游引水,依地勢自南向北,中間部分區段經幫浦加壓站需拉高水頭,全線採自流方式。黃河以南渠道縱坡為1/25,000;黃河以北為1/30,000~1/15,000。
(4)渠道尺寸,材質:輸水渠道設計水深,隨設計流量由南向北遞減,由渠道起始點水深9.5m至北京終端3.5m。渠道寬度最大56m,最小7m。渠道全線依不同土質,分別採用混凝土、水泥土、噴漿舖面等方式,做全斷面襯砌、防滲及表面光滑處理,使水流量於輸送過程中,將耗損減至最低。對於沿線之地質變化所導致之渠坡穩定、砂液化、抗震及通過煤礦區的塌陷問題等,在設計時皆做考量。
(5)貫穿黃河工程:總幹渠於黃河的桃花山谷水庫穿過黃河,穿黃工艱鉅,施工難度高、投資大。貫穿工程係採用潛盾法於河底挖掘兩條內徑8.5m圓形斷面隧道。設計輸水能力500m3/sec,河底隧道全長7.2公里,詳參圖三。
四、工程規模效益
中線調水工程需貫穿黃河幹流及其他集流面積,在十平方公里以上的河道219條,跨越鐵路44處,跨公路橋571座,另外需做數量不等的分水閘、調節閘、隧道、暗渠等構造物不下數百件,初期工程總投資逾人民幣400億元。
中線工程完成可緩和京、津、華北地區水資源匱乏的危機,為京、津及河南、河北沿線城市生活,工業增加供水64億m3,增加農業供水30億m3,有效改善供水巨大之生態環境、投資環境。提昇大陸中區的經濟發展。
※ 文章出處:水利部長江水利委員會
東勢坑古道(暖暖-十分)登山活動通知
主辦單位:台灣省土木技師公會登山社
活動日期:95年9月17日(星期日)上午8:00
集合地點:捷運木柵線中山國中站出口對面公車站集合
自 備:飲水、午餐、雨具、手套、防滑登山鞋、登山杖(有越溪)、自行開車或共乘
規劃路線:中山國中站→中山高速公路→瑞八公路→暖暖→暖東峽谷→東勢坑產業道路→荖寮坑石厝遺址→東勢坑古道→嶺頭土地廟→平溪五分山步道→東勢坑古道→東勢坑產業道路→台北
洽詢電話:(02)8961-3968轉143楊如玉小姐,9月13日(三)報名截止