542】社論主筆:周子劍

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(第一版)新聞焦點(社論•週聞輯要)

社論

督察按圖施工,解決施工技術問題之定義探討

95124日下午,行政院蘇院長邀請土木、結構、水利三科技師公會理事長及理、監事代表假行政院大禮堂座談,會中有人提出「營造業法中規定技師應在勘驗表格上簽字,而目前營建署要求技師在工程計價單上簽章,但營造業法規定技師應在工程查驗時在場,並未規定需在工程估驗時在場,工程估驗只是數量之計算應與技師之執業無關,建議營建署不要擴大解釋,把估驗和查驗混為一談。按營造業法的規定,工程計價是不需技師簽字。」。

當時內政部李逸洋部長的答覆是「工程估驗,專任工程人員不應該簽章的問題,營建署的看法認為估驗牽涉到數量以外,品質的部份是否符合規定,需要查看一下。單就工程數量、金額部份,不須要專任工程人員簽章,如果牽涉到品質的部份,我們會再來作一個討論。」

結果在今年三月營建署發出一件函釋,略以「基於工程實務,機關辦理工程估驗時,除應估驗數量外,並查核品質是否符合規定,方得計價,並非僅以估價為目的。」同時又指出如有品質已經專任工程人員確認,則不須在工程估驗單上簽名。

又故意把監造人應該查核工程品質的責任誤導加諸專任工程人員的頭上,工程估驗應查核品質是應該的,問題是誰有責任查核品質?眾所週知,在建築師法第18條已有詳細的規定,即「一、監督營造業依照前條設計之圖說施工。二、遵守建築法令所規定監造人應辦事項。三、查核建築材料之規格及品質。四、其他約定之監造事項。」事實上,只要做到前三款,就已經可以確保建築工程的品質。

再看營造業法對營造業之專任工程人員應負責辦理工作的規定,在第353738條有明確的說明。值得探討的是第35條第三款,明訂「督察按圖施工、解決施工技術問題。」要探討這一款的真意,先要從第3條第9款專任工程人員的定義:「係指受聘於營造業之技師或建築師,擔任其所承攬工程之施工技術指導及施工安全之人員。」

因此,督察按圖施工的意義應該是專任工程人員負責察看營造業施工人員是否具有足夠技術可以達成按圖施工的任務,施工人員如有施工技術不足之處,無法做出設計圖要求的形狀、規模,則予以提供施工技術之指導,讓施工人員可以順利的按設計圖說施工。營建署就解釋成等同監造人監督營造業按圖施工,實乃指鹿為馬,替監造人卸除監造責任。

至於工程的品質,自然是拿了大筆監造費的監造人依建築師法的18條的規定去執行監造人應盡的義務。不可轉移監造責任至專任工程人員身上。如果建築師不願對建築工程品質負責,技師很樂意修改建築第13條,讓技師擔任設計人及監造人,確實負起工程品質的責任,做不到,也不規避刑法第193條的責任。

 

經濟部釋出平價河川砂石

供公共工程優先申購

﹝本報訊﹞經濟部水利署為配合因應中國大陸公告暫停天然砂出口台灣,可能影響國內砂石供需市場,除已積極檢討自中央管河川增加疏濬砂石量457m3外,419日決定由現有執行案件中增加疏濬量69萬立方公尺,全國計約192萬立方公尺,可於4月底前公告受理平價申購,5月間即可陸續疏濬出料,預計對國內砂石上漲趨勢,將可發揮及時穩定價格之效果。

水利署指出,國內砂石市場受進口短缺影響價格上揚,其治本之道仍須大量開發陸上砂石,惟實務上緩不濟急,因此,河川砂石近期仍須兼負砂石供需平衡責任,水利署近期內已配合採取各項因應對策,必要時將再配合汛期洪水過後檢測及檢討增加販售量,而且此次平價供料策略,仍將規劃保留30%公共工程主辦機關「專案申購」制度,優先提供公共工程使用,若有不足時將規劃公共工程「專案採石區」受理專案申購,因此水利署預估在增加料源及平價供料雙管齊下,應可有效發揮砂石價格穩定之效果。

 

工程會建立公共建設推動機制

有助提升國家經濟成長

﹝本報訊﹞行政院公共工程委員會已建立公共建設推動機制,並督導落實執行,對於提升國家經濟成長頗有助益。

工程會表示,為提升公共建設預算執行績效,行政院自90年度起辦理「推動公共建設方案」,成立公共建設督導小組,追蹤管制各部會一億元以上公共建設計畫,按月召開會議,協助解決困難問題。各部會則分別成立公共建設推動會報,由副首長擔任召集人,每月檢討計畫預算執行與品質督導情形。方案執行以來,每年度預算執行率均達90%以上;今年度可支用預算數達4,991億元,將督促各主管()機關落實執行,積極推動,務期達成全年度預算執行率九成之目標,以促進國家經濟成長。另為因應96年度中央政府總預算未審議通過,工程會已通函各部會先行辦理工程相關採購案之前置作業(包括預算書圖編製及招標文件準備等),以利預算通過後立即發包施工。

工程會指出,除上述定期檢討措施外,為能主動發掘問題、解決問題,該會亦不定期實地訪查工地或召開專案檢討會議,提出因應對策,以加速執行。並針對特殊困難問題,分別成立用地、土方、砂石、管線、環保、補助地方執行計畫及民眾抗爭專案小組,負責協調處理,截至963月底,已協調處理208案,其中已結案205案,3案繼續追蹤。另為避免廠商與機關間對於採購法或促參法契約條款認知的歧見發生爭議,造成工程延宕,工程會於9611日建立公共工程諮詢機制,以提供廠商與機關之諮詢管道,協助解決問題,加速公共建設之順利進行。

 

(第二版)時事論壇(我有話說•重大工程新聞)

工程會對「執業技師暨評選委員均應具備採購法專業知識」之回應

﹝本報訊﹞工程會96412日來函表示,有關本報535期社論-「執業技師暨評選委員均應具備採購法專業知識」乙文,其回應如下:

一、本會為確保技術服務廠商,提供合乎政府採購法(下稱本法)規定之服務,避免發生違反本法規定,及疏漏、錯誤、限制競爭情形,乃建議各機關自今(96)41日起,將廠商主要工作人員具備本法專業知識情形納入評選項目。為配合前揭措施,本會協助各技師公會開辦政府採購法規訓練課程,讓參與公共工程技術服務之執業技師,得以具有本法基本知識,此一措施獲得貴會認同及大力協助,本會深表感謝。

二、另社論中提出除執業技師需具備本法專業知識外,關於評選委員專家學者亦須具有該等專業知識乙節,為因應日前所發生評選委員無法公平、公正執行評選作業情事,本會已修正評選委員之推薦、遴選程序,並建立審查與除名機制,以篩選及建立專長與品德並重之專家學者建議名單資料庫,新資料庫並已於951229日啟用。

三、機關邀請專家學者參與政府採購評選作業,係希望借重其相關領域之專業知識,提供機關意見並協助評選廠商。而有關本法專業知識部分,本會於「採購評選委員會組織準則」第8條規定機關須於成立評選委員會時一併成立工作小組,以協助採購評選委員會辦理評選有關之作業,並同時於「機關異質採購最低標作業須知」及「機關異質採購最有利標作業須知」第5條規定,工作小組「成員至少須有一位取得採購專業人員基礎或進階資格者」,而該採購專業人員應可就本法提供評選委員會妥適及合法之建議。

四、另本會訂頒之「採購評選委員會委員須知」,亦就專家學者自接獲評選有關資料之時起,應注意及遵守之相關規定進行規範,以確保專家學者參與評選時得以公正辦理評選。另本會亦分別於94829日及95105日以工程企字第09400312470號函及工程企字第09500388590號函請各機關,於評選前提醒採購評選委員注意「採購評選委員會委員須知」及採購人員倫理準則第7條規定之內容,促使評選過程能更加公平與公正。

五、本會未來仍將持續積極推動相關措施,提昇執業技師對本法之知識,鑒於制度之改進,除政府機關之努力外,尚期待業界提供寶貴意見,對於相關改進課題,已錄案辦理,並期待各界續予批評與指教。

 

論『新建築住宅性能評估制度』之合理性與可行性

莊金洞 技師

內政部建築研究所於民國962月開始推動「新建築住宅性能評估制度」,評估項目為1.結構安全、2.防火避難、3.無障礙環境、4.空氣環境、5.光環境、6.音環境、7.節能省水、8.住宅維護等八大性能類別,評估對象以新建住宅,包括獨棟、雙併及各式集合住宅等,評估人員資格限定建築師具備5年以上工作經驗,參加講習即可取得全部項目評估資格,土木及結構技師具備5年以上資歷受訓僅能取得評估結構安全,評估人員須參加某評估機構方可辦理評估作業,但評估機構資格認定係由內政部建築研究所核定。

評估係針對既有建築制度、法規要求、執行程序等作業法則,進行觀察、研究、分析,結果再提出檢討改善方案;新建築住宅性能評估工作,從規劃、設計、施工、監造、完工使用、維護作業等各階段進行性能評鑑,作業期程可能耗時數年,從未有評鑑作業比執行階段經歷時程更冗長之案例,技術上要長時間執行又不會衍生其他問題,恐怕是件不容易的差事。

據研討會主講者表示,訪察樣本統計,消費者最重視項目係結構安全,今評估項目涵蓋八大性能類別,有些項目功能上會彼此干擾衝突,比如說結構安全、防火避難與空氣、光環境會相互衝突,要同時滿足所有評估項目條件要求是不容易達成,眾多之比項目會喪失主題性,極易誤導消費者轉移對結構安全之重視程度,恐無法達到確保消費者最高利益。

與現有建築相關評估制度如綠建築標章、防火標章、耐震標章、智慧型建築標章等多所重疊互通,現行標章評估制度皆屬無法源依據之志願性質,實不宜再以串聯所有標章評估制度,另行以新建築住宅性能評估名稱辦理評鑑作業,模糊主題性、焦點性,建議應按個別之性能評估項目,配合現有各種標章評估制度基礎,擴充或充實性能評估項目之內涵,然後分別辦理評比,減少冗長評估作業,成效顯而易見,節省社會資源並能日後減少紛爭之源。

建築物在設計及建造前,需考慮建築基地與實際環境之影響關係,包括地理因素、氣候因素及知覺因素等條件,這些因素存在許多主觀意識感覺,評估項目空氣環境、光環境、音環境及無障礙空間環境會隨時空背景之更迭而改變條件,外在環境地物、地貌會隨時差而呈現不同的標準,整體八類性能評估項目作業完成耗時冗長評估完成時該地環境可能已改變,消費者將易茲生糾紛。

結構安全性能評估之內容及基準:表格化項目繁多,主要評估精神如下4點。

1.對於不同地震水準設定各種等級之性能目標,依據中小地震、設計地震、最大考量地震之地震規模水準分階類別,等級1~2性能階段分別對應可正常使用、可修復及不崩塌,等級3性能階段分別對應可正常使用、正常使用(輕微損壞)及可修復,等級4性能階段分別對應可正常使用、正常使用(輕微損壞)及可居住,然國內之性能設計規範尚未訂定,無法比較評估。

2.性能評估限制條件:對不同之結構系統限制不同性能等級高度,對工址狀況限制性能等級條件,對結構系統規則性限制其達到之等級;此為消極性管制條件,某些建築可透過地盤改良及改善結構系統措施或加強構造來達到性能目標。

3.符合較高等級之性能目標,對於中小地震降低樓層間相對位移之容許值,等級1依現行法規設計、等級2<0.005、等級3<0.004、等級40.0033對於設計地震及最大考量地震,降低結構容許韌性容量以提升設計地震力;各等級相對應之地震規模水準之Ra值與實際結構系統的構造類別之關係,無從查核比較;再則各性能等級對應提高之設計地震力係數,與95年頒布之最新耐震設計規範,現行之設計地震力標準如何銜接比較,尚待進一步釐清。

4.較高等級之安全性能需使用較高等級之設計地震力,並經彈塑性分析法確認驗證其符合容許韌性容量各項要求。

結構安全評估項目中針對結構系統之具體化評估有些不足,對結構安全而言改善結構系統之條件更勝過提高設計地震力,建議可增加之評估內容為短梁、短柱效應之多寡,梁柱構件長細比、立面高寬比、平面長寬比、構架誇度數、構架完整性等項目。

住宅建造階段性能評估:有關施工計畫書部份審查,現行執行係委託各公會組成委員制公開審核,其係較為公正客觀之制度,避免浪費社會資源,實不宜再委託第三者審查;本施工階段性能評估內容計有「前置作業」、「假設工程」、「地下結構體工程」、「地上結構體工程」四個階段,查核評估工作所列之表格項目巨細靡遺,工作任務繁重程度不比監造作業少,真可說又創造了第四級品管評鑑制度。

九二一大地震屋倒人亡慘痛經驗不遠,根據調查主要係建築師監造不落實所造成,這是品管第二級出現大紕漏,主管官署為何放任「工程安全」較為專業之專業結構技師無法源辦理監造工作,實在白白浪費國家教育、社會大眾資源;解決之道只有開放較專業又肯敬業之技師貢獻所學來辦理監造工作,一則可提高建築施工品質以確保公共安全,二來彌補現行品管第二級監造之缺失;意圖以評估的手段來改善現行監造制度舊沈痾,就像多頭馬車解決不了舊有癥結。

臺灣地處多地震帶,房屋設計規範皆要求耐震設計、要求做耐震細部施工,但相同位處地震帶之美國加州及伊利諾州,該兩州之建築法規要求學校、醫院等供公眾使用建築設計限定由專業結構技師辦理設計,建築師僅能辦理一般建築設計,完成之圖稿分別由各專業人員簽署,像台灣現行法規還限制以建築師為唯一設計人、唯一監造人,主管官署實在欠缺專業知識、職業道德,常常以國情不同來搪塞,但是此處我們要提醒官署們「人民生命財產安全」是不分國情的。

新建築性能評估係串聯現有之各種標章制度,並增加若干評比項目組織而成,但是執行並未考慮到實際技術上所面臨之問題,以及將來評鑑期程太冗長會衍生之其他問題,很多項目給人一種為評審目的而設立之感,它日終將誤導消費者起紛爭。比較合理、務實之作法係按現有標章制度為基準,充實或加強評鑑內容,按評估項目類別分開辦理評鑑,一主題明確、二時程短效率佳、三不易衍生其它問題;但建造階段性能評估恐怕比較不適宜,由評估手冊內容記載,本階段之性能評估任務比現行監造繁重,一個制度外評估作業(戲稱品管四級)如何導引改進現行品管三級制之老問題。為提升房屋工程品質,建議讓專業技師獨立參與品管第二級監造工作盡力盡責,這才能達到真正保障消費者權益。

 

(第三版)技術專刊(建材•工法•營建管理•法令)

鋼梁簡支偏心接合設計要點探討

陳正平 技師

一、前言

鋼結構平面構架系統中,小梁端部通常係採簡支接合型式,不須設計成固接接合型式。其主要原因為支承小梁之H型鋼大梁係屬開放型斷面(與矩型或圓形等管狀閉合型斷面不同)H型鋼開放型斷面之大梁其斷面扭轉常數(J)通常會比小梁之強軸斷面慣性矩還要小很多,尤其是支承該小梁之大梁端部若為簡支接合之情況時,此時大梁對小梁端部幾乎沒有束制能力,因此小梁接大梁之接頭縱使做成固接接頭,因大梁之整體扭轉勁度甚低,因此小梁之實際力學行為仍與簡支模式相近。一般除非在小梁接大梁接頭處之另側另外有接小梁或有懸臂梁等情況,有外部彎矩 (例如,懸臂梁之梁端彎矩,或梁上柱之柱底彎矩,或另側亦有接入小梁) 須由內側之小梁接頭平衡時;亦或小梁接大梁接頭處之另側有大軸力須通過該接頭(例如,桁架弦桿之軸力),此時若僅賴小梁之腹板簡支接合螺栓承受而不足以傳遞軸力之情況,才會採用固接之接合型式,藉小梁之上、下翼板之接合來協助傳遞彎矩或軸力。

簡支接合若採單角鋼或雙角鋼連接方式(見圖一),則其剪力偏心距可減至最小,且當小梁端部產生撓角時,可藉由角鋼之非彈性變形行為,降低梁端之束制程度;此種角鋼之非彈性變形行為亦可在小梁跨度中央之撓度變形量達到對應當時載重之撓度值時,即會自行停止。此種結構行為在設計分析時,模擬為簡支之模式甚為合乎實際行為。但以單角鋼或雙角鋼之接合方式,在施工安裝時,角鋼翼緣端部須深入支承大梁之梁腹內部才能安裝。由於小梁端部之接合角鋼已銲接固定於小梁端,因此小梁二端之接合角鋼的二對角方向之角鋼翼緣端部之距離會大於安裝跨距,因此會因施工空間不足而造成吊裝工作困難又耗時,除會造成所租用之吊裝設備可能消耗大部份時間在設法將小梁擠入大梁腹部就位而增加施工成本外,亦會增加安裝工時之成本。因此為節省安裝工時,一般均採用預先銲好腹板接合板,將接合點移至大梁側,以方便快速安裝,節省工時;但因此所產生之偏心彎矩亦會增加鋼材用量而略增加材料成本。

二、鋼梁端部簡支偏心接合設計法探討

小梁接大梁之接頭為了施工時安裝方便,一旦接合點偏離支承大梁之中心,而致與分析時之結點位置不一致時,即會產生偏心彎矩。其偏心彎矩之大小隨接合點外移之程度而有不同。若將小梁之上翼板截除(見圖一)使小梁深入大梁腹部接合,則接合螺栓組之重心與大梁腹板中心間之偏心彎矩較小,但安裝之方便性已較雙角鋼之接合方式方便很多;若將大梁腹板接合板伸出大梁翼板外緣,再與小梁接合,則小梁之上翼板不須截除,但螺栓組之重心與大梁腹板支承中心間之偏心距離較大,偏心彎矩亦較大,但工地可安裝迅速,節省大量工時及吊裝機械租用之成本。另外,因一般情況大梁之扭轉常數(J)常會低於小梁之斷面強軸慣性矩(I),因此大梁對小梁端之束制能力甚低(一般情況,支承構材之勁度小於小梁之勁度有10倍以上,即可假設為簡支),小梁端假設為簡支之分析模式即屬合理。因此任何偏離支承中心之接合點均須計入偏心彎矩之影響,偏心彎矩之正確計算法是取該接合點位由分析所得之實際彎矩、剪力及軸力(若有)值來設計接頭。但一個結構系統中桿件非常多無法設定太多結點來分析求得接合點位之力量來設計接頭,因此偏心彎矩之計算可保守簡化為支點反力(剪力)與偏心距之乘積,亦即M = V × e;或由電腦程式分析結果之個別桿件自由體之彎矩圖量取接合位置之剪力值(V)及彎矩值(M)等實際力量來設計接頭。

 在工程實務上,因一個結構系統中桿件太多,同一種斷面之桿件其跨度及載重亦不相同,因而其接合點之剪力值及彎矩值均不同,因此無法以人工一一計算各接合點所需之接合板厚度及螺栓根數。故一般鋼結構設計圖中之標準圖均以梁深尺寸來配置單排最多螺栓數(單剪或雙剪),該螺栓數原則上儘可能接近小梁腹板之剪力強度值,惟因尚須計入偏心彎矩之影響,因此標準圖所提供之接合詳細圖及螺栓數並不能滿足各種載重狀況,尤其是不能滿足特殊載重之情況。然而一般工程師均誤以為標準圖所提供的接頭詳圖及螺栓配置即為可達傳遞桿件最大剪力之接頭,而未先依各別載重情況來檢核標準圖所提供之接合型式及螺栓配置是否可以滿足設計力量。若檢核結果可滿足該接合點之設計力量,則可利用標準圖所提供的接頭詳圖;若檢核結果不能符合需求,則須另外設計接頭詳圖。在設計實務上,比較有效率的作法係以「後處理程式」來讀取電腦應力分析結果之結點力量,再依接頭周邊之束制狀況,找出接合點之設計力量,再以標準圖所提供的接頭詳圖來檢核是否可以符合需求。若可滿足該接合點之設計力量,則可直接利用標準圖所提供的接頭詳圖;若不能符合需求則須另外設計並繪製接頭詳圖。另外,接頭對側是否亦有小梁接入或大梁之尺寸較大,且大梁端部為固接,亦或大梁上有混凝土樓版提供部份扭力勁度等情況均會影響計算結果,因此本文所探討的方向係以略偏保守之簡化方法為原則,以符合設計實務之需求。

 

 

 

 

 

 

 

 


 圖一 雙角鋼工地栓接之接合法示意圖

三、鋼梁端部簡支偏心接合簡化計算例

本計算例是取大梁僅單側有小梁,且假設大梁之扭力勁度可以忽略之情況。螺栓抵抗剪力之模式為承壓型雙剪螺栓:

大梁尺寸:H 700x300x13x14;小梁尺寸:H 600x200x11x17

鋼材:A36 (Fu=4.1 tf/cm2)

螺栓:JIS S10T/F10T M20高強度螺栓。

螺栓接合型式:承壓型接合,且剪力面通過螺紋。

螺栓孔:標準孔

載重:剪力 = 25 tf

取標準之接合配置型式作應力檢核詳下圖所示:

 

 

 

 

 

 

 


圖二 標準之接合配置示意圖

 

設計步驟:

1. 查出斷面基本資料

RH型鋼斷面性質表,查出小梁H600×200×11×17之斷面性質資料:

A =132 cm2Sx = 2520 cm3 R = 13 mm

  1.1、小梁腹板接合板之最大高度限制(小梁之斷面尺寸示意詳下圖所示)

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       圖三 小梁之斷面尺寸示意圖

2、續接處之載重

剪力為25 tf

3、腹板接合設計

3.1、螺栓所需個數

H 600×200×11×17小梁採用8個雙剪螺栓,一組腹板接合共需16M20 F10T高強度螺栓。

3.2、續接板設計

H 600×200×11×17小梁之腹板接合螺栓間距 取3倍螺栓直徑=60 mm ; 螺栓邊距 32 mm,使用2plate 10×484×165接合板。

【附註】如需自行設計螺栓間距、螺栓邊距則需考慮螺栓最大、最小間距及邊距、施工所需空間等。

(1)螺栓之最小間距,S

至少S d       (ASD規範第10.3.9)

 (2)螺栓之最小邊距,Le

Le = 1.75×d =35 mm (保守取剪斷邊)   (ASD規範, 10.3.10節及

10.3.7)

本設計例取Le < 40 mm 符合ASD設計規範第10.3.10節規定。

(3)螺栓之最大邊距,Ln,及螺栓之最大間距

      最大邊距Ln ≤ 15 cm Ln ≤ 12 × t

最大間距依不同使用條件下,而有不同的需求。 (ASD規範第10.3.11)

3.3、螺栓之強度檢核:

螺栓垂直剪力 

: 1.大梁端部可能為鉸接,故假設大梁沒有扭力束制。

2.大梁為H型之開放斷面,扭力勁度甚低。

3.小梁建議以簡支設計,以防端部接合之束制條件改變而影響接合安全。

4.假設螺栓組所承受之偏心扭力為M2控制,簡化取M=V•e

基於以上假設,模擬大梁腹板中心為鉸接之支點。

          

 

斷面1: 剪力V=25tf

 彎矩M1= V × e1= 25×11= 275 tf-cm

               斷面2: 剪力V=25tf

彎矩M2= V × e = 25×19.5= 487.5 tf-cm

                            故,2斷面彎矩較大,控制設計!!

螺栓水平剪力 

  

 螺栓承受總剪力

 

(1)

(2)  螺栓孔承壓強度(小梁腹板控制)

Fp=(d×t)×(1.2×Fu)=2.0 x 1.1 x (1.2x4.1)=10.8 tf /    (設計規範第10.3.6節及表

C-10.3.2)

上二式取小較小值10.8 tf  > 實際螺栓剪力7.46 tf  O.K.

 

3.4、續接板之強度檢核

   (1)撓曲強度之檢核

 

 

   (2)剪力強度之檢核

 

 


   (3) 塊狀剪力撕裂之檢核(ASD設計規範第10.4)

   續接板淨斷面積

   續接板撕裂剪應力

 

      故腹板續接板使用2plate 10×484×165

四、結論

小梁接大梁之接頭邊界狀況非常多,難以採一種簡化之分析模式即可含蓋全部之情況。因此應用標準圖之前,最好依實際狀況以電腦程式先檢核個別情況是否可以適用,若不適用則須另外設計接頭詳圖。另外,接頭對側是否亦有小梁接入或大梁之尺寸較大,且大梁端部為固接、亦或大梁上有混凝土樓版提供部份扭力勁度、小梁接頭有兼作大梁側撐用途等情況,均應依個別情況檢核標準圖之適用性。另外,採用摩阻型高強度螺栓時可考慮螺栓組之瞬時轉動中心效應,可略為降低螺栓使用量。惟瞬時轉動中心計算過程非常煩複,人工無法進行,而所計算結果又影響有限,因此瞬時轉動中心之計算法不為實務設計者所接受。

 再者,接合點偏離結構分析模式之結點所產生之偏心現象,於接頭設計時是否須納入考量,常有爭議。筆者認為偏心均應納入設計考量,只是偏心量小或載重較小時可以忽略不計或酌加接頭之接合構材用量來含蓋,否則偏心量大到一個程度一定會產生破壞現象。施工中之懸臂小梁常因未設置臨時支撐,而又僅於梁腹鎖螺栓暫時固定等待接合上、下翼板時發生掉落現象即為一明顯的偏心量過大之失敗例。

 

(第四版)焦點話題(地方焦點•生活情報•研習活動)

北京奧運「水立方」游泳館泡泡包板成型施工介紹

周吉爾 技師

2008年北京奧運『水立方』(Water Cube)國家游泳中心之外牆與屋頂外層泡泡包板成型已安裝完成,目前正進行內層成型施工中,全部建築預計於今年十月完工。(如圖)

鋼結構設計雙層包板來包裹住整體建築形成肥皂泡泡外觀,設計團隊Arup說明係運用愛爾蘭物理教授Trinity CollegeDenis WeaireRobert Phelan等之如何將肥皂泡泡安排於不定矩列之研究結果。

三維鋼結構外牆洞深3.6公尺,屋頂洞深7.2公尺,全部鋼結構使用了22,000個鋼樑桿件,共有12,000個結點,鋼材總重約為6,500噸。整體建築物投影面積為177m寬乘177m長及31m高。

合計有兩種不同大小的4000個泡泡包板形成『水立方』。20064月安裝完成500m2一般包板後,全部共有100,000m2ETFE(Ethyl Tetra Fluoro Ethylene)包板安裝在三維鋼結構上。材料重量僅為相同大小玻璃板之1%而使用年限則超過20年。

選擇ETFE材料係因其具有隔熱性質而使建築物內部創造出溫室效應。Arup說明這種材料允許日光進入建築物,使20%之太陽能源轉換用於游泳池及建築物內部之加溫。預估國家游泳中心大廳可以節省55%之採光能源。

Arup同時說明不同的外觀形狀,由於不同層次之包板在夏天將熱量排出洞外,而在冬天則將熱量儲存洞內,得以保證纖維發熱量在夏天為最小而在冬天為最大。

採用UK-based IES’s Apache軟體分析動量熱能結果,估計全部建築設計可以減少30%之傳統能源消耗。

室內游泳池同時也需要注意水面溫度及室內空氣流動控制以避免凝結。Arup說明為達到此目的,室內安裝許多噴管以輸送空氣到牆包板內,冬天熱空氣浮力能將暖空氣上升,夏天反之,因壓縮冷空氣浮力不同,隔熱層內空氣將可減少建築物之能源消耗。

由於ETFE包板易燃性質而防火測試表現更為重要,防火工程設計正式於2004年許可,為北京奧運場地第一個通過防火工程驗證之建築。

2003Arup and the China State Construction Engineering Corporation(CSCEC)PTW建築師聯合組成之顧問公司,透過國際設計競賽中獲選為國家游泳中心之設計者。(相關設計理念介紹請參閱20065491期技師報。)

 


北京奧運國家游泳中心之外牆內層ETFE包板施工圖

 

野營社活動花絮

社長 黃南鴻

之一:2007-1-21姜子寮絕壁健行

被半夜一場大雨驚醒後,一夜難眠,擔心野營社的第一次活動,社友們可別被大雨嚇跑了!幸好清晨雨停了,雖然不見陽光,只見厚厚陰霾雲層,看著社友一一報到,總共32人參與,開張大吉,承蒙社友捧場厚愛,倍感欣慰。

930綿綿細雨中,十一部車相繼抵達福興宮旁的停車場。寒風細雨相伴,踏上山徑濕滑的石階步道,大夥兒相互提醒小心腳滑,慢步前行,抵達許家古厝前,以二層樓石屋為背景,留下團體照。原路折返,斜風細雨中未能按計畫細賞姜子寮公園及巨型攔砂壩工程,即先至月雅泉農莊休息,暫避風雨。放眼周遭的綿延青山都濛濛一片,姜子寮溪的水聲響徹耳際,雨中的山水瀑布景緻又是另一種迷煞人的美。

連日大雨,往姜子寮絕壁原本滿佈青苔的石階步道更是打滑難行,此「限制級」之第二段行程採自願參加,少數人則留在月雅泉農莊,一邊享用眾社友提供的零嘴及水果,並且把握雨歇之際,踏訪姜子寮公園及巨型攔砂壩工程

大夥順著往姜子寮絕壁的石階步道,小心翼翼的涉水爬升絕壁前行實在是路況太過險惡,衡量現勢後,嚮導許樹榮技師在離絕壁終點十餘公尺恰抵達巨石平臺後,及時宣佈折返指令,有待下次天候良好時再接再厲,心有未甘但還是安全第一。就在折返途中許媽媽在岩石面一腳踩滑,跌入溪中,幸好身體柔軟度佳反應快,一下水就直往岸邊爬,社友也協助拉她上岸,逢凶化吉,真是謝天謝地。也幸好許媽媽多帶了衣服,回到月雅泉時,趕緊換下全身的濕衣服,否則這十來度的低溫,加上全身濕答答的,任誰都受不了!見水則發,願新的一年諸位社友一切順利圓滿成功

趁早享用午餐,山上人家的炒麵、放山雞及畜養的大吳郭魚、山豬肉已經讓大夥兒吃個盤底朝天,老闆一家老少總動員,手忙腳亂的炒菜端菜,還是來不及去除大夥的飢寒交迫,山上的野菜也來不及讓人挑剔,全都進入了五臟廟,大夥笑說:一群「野人」(野營社的人)在山上吃野菜。也感謝梁詩桐技師提供夫人佳釀溫暖社友

風雨見真情,新手上路,此行有賴諸位前輩社長相輔相助,活動才得以圓滿完成,南鴻在此特別感謝。

 

姜子寮絕壁健行者

之二:2007-3-25鶯歌陶藝知性之旅

三月二十五日省公會野營社鶯歌陶藝知性之旅的活動在下午三點圓滿落幕,回想活動前的驚濤駭浪卻也叫人回味無窮。

活動前幾天,陸續接到社友請假的電話,正值清明節前夕,有社友需回鄉掃墓,也有社友另安排其他活動,膽戰心驚的預估參加的社員恐難踴躍,尤其一大清早傾盆大雨直洩而下,詢問活動是否取消的電話不斷,除了鄭重宣布活動照常舉行外,心想:如果雨勢太大,則取消鶯歌石登山行程,安全為要,但仍保留陶藝活動室內行程。抵達鶯歌時,居然雨停了,偶爾飄下牛毛細雨,更驚喜的是,居然有23位社友,不畏風雨的前來參加了!

大夥依計畫行程邁向鶯歌石步道。鶯歌石步道自宏德宮至碧龍宮全長2,088公尺,中有石階通往鶯歌石。傳說十七世紀時,鄭成功大軍來到鶯歌附近,在雲霧中迷途並受到巨鳥攻擊,鄭成功於是砲轟鶯歌,鳥落地後頸斷身亡,化為石頭,就是後來傳說中的「無頭鶯歌」。

步道及石階上鋪設鶯歌盛產的陶片,確實深具地方特色。全員登上鶯歌石後遠眺鶯歌市全景,火車氣笛聲鳴響於耳際,鄉野的純樸是如此的親近。考量天雨路滑安全第一,不再繼續往上爬,全體在著名的鶯歌石下拍照留影。

隨後在清涼的徐風中,沿著街道旁漫步,不見台北的傾盆大雨,卻是好個散步詠涼天的絕妙天氣!林副社長精心安排的下半段「陶瓷知性之旅」的第一站是「傑作陶藝」店。

店家熱心的招呼解說,一杯熱茶下肚,細細的欣賞陶藝各種維妙維肖的精彩傑作,尤其是陶藝製作的古董腳踏車及竹簍,最叫人驚喜聲連連。今天行程裡唯一的小天使,柯技師的女兒手持相機到處拍照,「每一個作品都好美喔!」她說。魚蝦滿蔞的精緻陶藝也讓賴技師夫婦心動買下作紀念。

接下來第二站抵達「市拿陶藝」,全然古董的陶藝精品又是另一個境界。大家一面賞玩精品一面徜徉在融合傳統細緻的筆觸及現代藝術的風格中,美麗就在周遭!

下午手拉坯活動地點「陶驛陶藝」的林小姐依約引領社員們去附近的金龍鳳餐廳用餐,一個忙碌充實的早上行程,讓技師及眷屬們飢腸轆轆,豐盛的佳餚道道全都杯盤見底。

全體開始玩骨瓷貼貼樂了!讓童年的記憶就這樣活生生的蹦跳出來,人人臉上寫盡日久未見的快樂純真,細心的挑選十二生肖以及各色各樣的卡通貼紙,回味童年時期的轉貼記憶,雪白細緻的瓷杯上,浮現了可愛的卡通狗狗大合唱,笑開懷的彌勒佛,蕩漾著的朵朵睡蓮,笑聲滿堂。然後15位技師及眷屬開始摩拳擦掌,繫上圍裙玩土囉!

個個小心翼翼全神貫注著隨時都會塌下的一坨陶土,一陣把弄拿捏之後,技師們的喊救命聲此起彼落,教學的師傅頻頻搶救忙得不可開交,玩土的歲月確實叫人依戀,望著塌下陶土的居然是一個個開懷的笑臉!管他是否出醜,只要歡笑一籮筐,等到成功捧著精心傑作時,更是成就感滿懷得意非凡!我不禁拿起相機不斷拍照,這難得的重溫歡樂兒時記憶之生動場景怎能讓他消逝無蹤?!

此次知性之旅活動由副社長林忠行技師精心策劃安排,在此代表社友向他誌謝。

鶯歌石下合影

 

鶯歌知性之旅陶瓷傑作