钢结构房屋 ASTM规格 钢结构房屋使用ASTM规格 房屋 ASTM 结构用钢材之原则探讨 钢材之原则 钢材之原则探讨
陈正平 理事
一,缘起 内政部营建署民国96年6月11日台内营字第0960803495号令修正发布之 「钢构造建筑 物钢结构设计规范」第十三章(耐震设计)第13.2.1节(使用材料) 中,可使用於耐震构材 之钢材规格符号均为以中华民国国家标准CNS之规格符号标示,排除采用国际通行之美国 ASTM规格结构用钢材,致设计及采购均产生不便之情形.再加上近来因开发中国家进行 大量工程建设,致国内,外钢料短缺而涨价,造成钢材市埸供给不足及寡占之现象,致 使钢材采购更加困难. 「中华民国建筑开发商业公会全国联合会」鉴於此种现象已造成营 运困难,顷於民国96年11月9日行文营建署,建请修法放宽结构用钢材之规格限制,使进 口或库存之ASTM钢材亦可使用,俾使市场采购机制公平,舒缓购料困难之压力.因现行 「钢构造建筑物钢结构设计规范」系由「中华民国钢结构协会」出资并技术协助内政部 建筑研究所编修,内政部营建署鉴於钢材规格牵涉建筑物之结构安全至钜,因此该署函 请「中华民国钢结构协会」协助研议将美规ASTM之结构用钢材规格增列入现行设计规范 第十三章(耐震设计)第13.2.1节(使用材料) 中之可行性,以方便业界采购钢材. 「钢构造建筑物钢结构设计规范」系属政府公布施行之规范,故其采用之钢材规格 应符合我国之国家标准,目前该规范第十三章(耐震设计)所采用之材料规格(例如CNS 13812(SN系列),CNS 2947(SM系列)等皆属我国之国家标准,适用於我国之钢结构设计规 范.由於各国之钢材规格及品质不一,若开放各国钢材规格均纳入规范中,其品质参差 不齐,恐影响国内钢结构施工品质之管控,故将美规ASTM之钢材规格增列入现行设计规 范中必须慎重处理. 「中华民国钢结构协会」曾於民国86年5月发行一册「结构用钢材之规格与性能手 册」 ,该协会目前正在配合现行钢结构设计规范之规定研修该手册中,并拟更名为「结构 用钢材选用手册」 .内政部营建署应「中华民国建筑开发商业公会全国联合会」之请於97 年3月20日所召开之【研商「钢构造建筑物钢结构设计规范」之钢材采用ASTM规格事宜】 会议中决议,请「中华民国钢结构协会」研拟「ASTM 结构用钢材使用时机参考表」,研 ASTM 拟完成后并迳行公布於该协会网站供设计者参考.目前该参考表已研拟完成,因笔者参 与此参考表之研议工作,为广为周知并使工程师使用该表时能充分了解原理背景,特撰 文说明供工程师同仁参考. 二,钢材之耐震性能 钢材之耐震性能 1889 年 Gustave Eiffel 在法国巴黎建造艾菲尔(Eiffel) 铁塔〔1〕 ,成为现代化建 筑结构的不朽之作 直到现在仍是巴黎的地标 国内亦於 2004 年完成 101 层塔尖 508m(屋 , ,
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顶 448m)全世界最高之台北 101 钢结构大楼,亦成为台北的地标.在钢结构建筑物愈盖愈 高之情况下,早期使用之钢材,其物理性质及化学性质已无法满足当今耐震知识的需求, 既然已有较佳性能之钢种可供选用,就应充分利用.诚如台湾科技大学营建系陈生金教 授所言: 「1911 年建造之铁达尼号邮轮所使用之钢材,总不能再拿来用於高楼结构」 .因 此如何选用适当的钢材才能满足现行规范之耐震需求,又能采购方便并节省成本,是当 下最重要的课题之一. 房屋结构「耐震设计」 2.1 房屋结构「耐震设计」用钢材种类 现行「钢构造建筑物钢结构设计规范」第十三章(耐震设计)规定国家标准建筑结构 耐震设计」 「耐震设计」用钢材种类规定如下: 1.用以抵抗地震力之钢构件应符合下列材料规格: CNS 13812 (SN400B,SN400C,SN490B,SN490C) CNS 2947 (SM400B,SM400C, SM490B,SM490C,SM490YA,SM490YB,SM520B,SM520C),CNS 4435,CNS 4269 (SMA400AW,SMA400BW,SMA400CW,SMA400AP,SMA400CP,SMA490AW, SMA490CW,SMA490AP,SMA490BP,SMA490CP). 2.焊接组合箱型柱应使用符合CNS 13812 SN400B,SN400C,SN490B或SN490C规 格之钢材. 3.焊接组合箱型柱断面之板厚大於或等於40mm时应使用符合CNS 13812 SN400C 或SN490C规格之钢材. 4.使用遮护金属电弧焊接,潜弧焊接,气体遮护金属电弧焊接,包药焊线电弧 焊接等焊接方法之全渗透焊接,其相称焊材至少须具有 (-29℃), 27 焦耳之 冲击韧性(Charpy V-notch 简称 CVN)值.

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