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認識鋼結構 [複製鏈接]

tclai

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發表於 2012-5-18 16:44:56 |只看該作者.....

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本文章最後由 tclai 於 2012-5-21 16:00 編輯

開這個主題, 掙扎了一些時候 !
我進來沒多久, 當初是因為想找塊農地, 弄一些自己想玩的東西 !
快要退休了, 總不能退休後整天閑蕩,沒事幹, 那不就真的是 "混吃等死" 了嗎 ??

混到這個網站以後, 看到一些朋友蓋的 "鋼構屋" .........實在有一點擔心 !
大家都以為 "鋼結構" 一定比 RC 結構安全, 真的是如此嗎 ??

以一個專業工程師(土木技師)的良心, 我的答案是: 不見得 ! 那得看情況而定 !

我在土木建築行業, 服務了 30 幾年, 期間在鋼結構專業廠商(資本額好幾億的), 也待了 10 多年,
舉凡鋼結構相關的設計, 製造,  安裝...各項工作,都曾親身參與, 經歷,
應該可以稱得上是 "鋼結構專業" 了吧 !?

在這個主題裏, 我想陸續提出一些基本的觀念及注意事項, 提供一些正確的概念,
讓想蓋鋼構屋的朋友,  或正在蓋鋼購屋的朋友, 有一個參考的方向.

對鋼結構有興趣的朋友, 如果有時間的話, 這裡面有很多專業的資料可以參考

首先, 看看 "房屋結構" 是怎麼運作的.
通常, 我們都會把家具擺放在樓版上, 人也會在樓版上隨意走動,所以, 樓板就直接承受了 "載重" ,
這些載重, 透過樓版傳遞到樑, 再傳遞到柱, 最後傳到基礎, 透過基礎分散以後傳到大地上面.

所以, 如果你曾經仔細觀察過 RC 大樓的結構, 你會發現,
越底層的柱子斷越越大, 但是低樓層的樑與高樓層的樑, 斷面卻沒有明顯的變化 !
因為, 樑 --- 只承載這個樓層的載重量, 而柱----低樓層的柱還要承載高樓層柱的載重量.

結構體是不是這樣運作, 我沒做過實驗 ! 不過, 至少 "結構計算" 是這樣考慮的 !
如果, 房屋結構只承受這些載重, 那事情就簡單了 !
重點在 "地震" 來襲的時候,
地震會前後擺動, 左右搖動, 上下跳動....根本不知道它會怎麼搖 !
所以設計的時候, 還要將地震會造成的載重加上去,  然後, 樑變大了, 柱子就更粗了 !

房屋, 就是這麼一回事, 粗壯的樑柱, 為的是確保地震來襲時候的房屋不會垮掉 !
當然鋼結構的建築, 還有其他的考慮因素, 那就不談了 .

找到了一篇文章鋼骨構造的認識介紹還算清楚, 有興趣的朋友可以下載下來看看.

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tclai

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發表於 2012-6-8 14:37:29 |只看該作者.....

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本文章最後由 tclai 於 2012-6-8 14:49 編輯

其實，RC結構的樑為除了跟著柱子跑，絕大部分會是和隔間(樓板大小)有關係。
RC樑在不在柱中間，不會有時麼差異!最大差異性就是RC樑的主筋，如果是樑柱單邊緣對齊，那麼，一定RC樑一定會有一邊的主筋是沒有包覆在柱主 ...
yellow1 發表於 2012-6-8 11:22

關於 "强軸"  "弱軸" , 請先參考這裏的表格.
表格上面有一個 H 型鋼的斷面的圖形,  旁邊寫了幾個  "公式"  :
慣性矩  I = ????? ,  迴轉半徑 r = ??????  ,  截面模數 S = ?????
再對應表格理面的欄位, 也可以看到這個名詞欄位 , 它的單位是公分(4次方) , 或公分(3次方)
表個裏面的數字, 就是代表左側這個型鋼斷面, 它的這幾個  "值" ,
截面模數與慣性矩  之間有  與迴轉半徑的固定關聯 !

簡單的說, "斷面模數" 越大, 這個斷面所能抵抗的 "彎矩" 越大 (荷重能力越大).
同斷面的 X, Y 兩軸的 "斷面模數" 不會相同,
數值比較大的那個就是強軸 ! 通常, H 型鋼 X 軸是強軸 .

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alpha

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發表於 2012-6-8 13:33:32 |只看該作者.....

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說的也是 ! 看的出來您的經驗豐富 !

寫這篇的目的, 只是想讓大家對鋼結構多一點認識, 至少知道如何要求施工品質,
不要花了大筆鈔票, 結果蓋好的房子還是在地震的時後垮掉了 !
tclai 發表於 2012-6-8 08:17

我是有遇過在組合鋼樑時,''牛腿''的螺栓開孔和鋼柱不合,工人當場點火當場挖洞,怕對不起來洞挖的特別大,組合後還焊接固定,那是一間兩層樓的廠房,二樓放的都是重型機器,心中不免擔心,無奈鋼構是業主自行發包的,我插不上嘴

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yellow1

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發表於 2012-6-8 11:22:45 |只看該作者.....

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其實，RC結構的樑為除了跟著柱子跑，絕大部分會是和隔間(樓板大小)有關係。
RC樑在不在柱中間，不會有時麼差異!最大差異性就是RC樑的主筋，如果是樑柱單邊緣對齊，那麼，一定RC樑一定會有一邊的主筋是沒有包覆在柱主筋內側的!

tclai 兄是不是可以順便說明一下H型鋼強弱軸的差異，和配置要領!

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tclai

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發表於 2012-6-8 10:13:17 |只看該作者.....

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請問~這個在RC也適用嗎?
設計師給我的圖..柱是35*60~
可是在樑的弦接上,都是靠某一邊耶(比如說柱是南北向,梁是東西向時)~並沒有放在中間~
請問這樣會有問題嗎?
sheree 發表於 2012-6-7 20:46

"接在中心點" , 這個原則不論 RC 或鋼結構, 一體適用 !

不過, 有些時候考慮到外觀, 或受限於結構物的功能性......, 一定要接在側邊,
也是沒什麼問題的, 只不過可能要增加柱斷面尺寸或鋼筋量 . 比如說天車樑 .

一般的 RC 結構房屋, 通常會做成 "外牆齊平", 這樣樑柱接頭有一個方向 ,
一定會偏心一點點 ! 這種情況很平常, 通常都不會有什麼問題 .

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tclai

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發表於 2012-6-8 08:50:10 |只看該作者.....

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本文章最後由 tclai 於 2012-6-8 10:13 編輯

14# tclai
tclai大大，我剛剛把你的PO看了一遍，想說你PO的很清楚，我也大約看得懂(隔行如隔山，看的粉漫粉累)請問有些專業術語我看不懂哪邊可以查詢，還有我看建築圖 & 管線圖，上面標的有看沒有懂，因為我的2Ho ...
ws085886 發表於 2012-6-7 17:04

專業術語的查詢 , 用酷狗查查看吧 ! 還有一個  "線上維基百科"  或許也可以找到.

建築圖, 通常一套完整的設計圖, 在最前面幾張都會有一些範例圖示(我找找看), 如果仔細比對的話, 應該可以看個大概了 !
管線圖, 大概也差不多, 只是這方面我也很少接觸.
離海邊約2KM的2Home用鋼構, 離海邊較近的鋼結構是有防蝕的問題,
不過只要處理得當, 很容易克服的 .
(噴砂確實一點, 油漆系統好一點.........或是全部熱浸鍍鋅 ! 要很多 Co. Co. )

想在屋內加鋼樑當2F儲藏室，預估多少錢? 所需要多少鋼材? 施工法:如何與RC牆壁連接?
預算的問題, 我沒管過 ! 不過, 我們是以 "噸" 做計價單位 !
不同結構物的施工困難程度不同, 鋼材的單價是波動的, 每噸(1000kg)的施工單價會有些出入,
每公斤大約在 45~60 元之間吧.
不過這是我們的專業施工標準, 而且每一件工程大概會有 7~8 百 ~  上千 ~ 甚至幾萬噸的量 !

需多少鋼材, 要看你想將它架多高, 上面放多重的物品 ? 還有要用什麼材料當柱子 ?
不過, 看那個d跨距 (2.35 m), 最簡單的方法應該是打一片 RC 牆, 將輕型鋼(C型鋼) 每隔 1 公尺 1 支,
直接架在牆上, 然後在 C鋼上面舖一層 4分夾板, 這樣就很好了 !
(如果儲放的東西不是很重的話 ! 很重, C鋼加密一點 !)

與RC牆壁連接的方法, 最基本的是將它 "埋進去" , 直接控在 RC 裏面, 或者放預埋基礎螺栓,
一般精準度要求不是很高的小型結構, 直接控在 RC 裏面就可以了 ! 省錢省事又牢固 !

1. 資材室建在水田上架高1.3米，這樣要再深入土裡面多少，問很多人都說60CM這樣夠嗎?
2. 還有用筏式基礎比較好嗎?還是獨立基樁?

基礎, 主要功用是 "將建築物的荷重均勻的傳遞到大地上,  以減少沉陷量" ,
因為一個建築物可能有很多柱子, 所以最普通的做法是 1 根柱子做1 個基礎 , 這較獨立基腳.
又因為大地並不是很均勻的材料, 在承受相同壓力的情況下, 可能發生不一樣的沉陷量,
這個差異很大的話, 建築物可能傾斜, 甚至破壞, 所以發展出 "地樑" 連接多個獨立基腳.
這是 "聯樑基腳" , 在更差一點的地基上, 比如說很厚的爛泥,  就做一大片鋼筋混凝土版
將柱子全部擺在這塊版上面, 這就是 "閥式基礎" .

柱子要埋入土理面多深, 就用獨立基腳說吧 !
30x50的柱, 在 "水田" 裏面 : 水田的爛泥通常不會超過 50 公分, 通通挖掉,
再向下挖 30 公分應該已經到 "實地" 了, 再向下挖出基腳版的厚度 .
基腳版大約要 60x100 的大小, 厚度 40 公分.

3. 樑柱要如何分配，現在屋頂橫樑為30(W)x50(H)，柱6支也是30x50，............
45(9x5)平方米, 這樣規模的建築物,  樑柱的尺寸已經足夠, 裏面的鋼筋要求也不會很多 !
地樑尺寸也差不了多少. 樑柱的配置, 應該沒什麼好考慮的, 兩排柱相隔 5 m , 每排 3 柱間距 4.5 m .

4. 請問您有認識的人，會畫建築圖與管路圖的，可以介紹嗎? ...........
這個部分, 建議您就地去找間建築師事務物所, 要他提初步計畫, 後續再與他深入討論.

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ws085886

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tclai

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發表於 2012-6-8 08:17:54 |只看該作者.....

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6# tclai
不好意思,提出一些意見

個人認為,鋼結構還是比RC來的有''彈性'',不過前提是需要高超的施工和檢驗,為何是高超的技術,因為一般的鐵工無法達到標準,也沒有儀器可以檢測,我想大多數的業主不可 ...
alpha 發表於 2012-6-7 13:26

說的也是 ! 看的出來您的經驗豐富 !

寫這篇的目的, 只是想讓大家對鋼結構多一點認識, 至少知道如何要求施工品質,
不要花了大筆鈔票, 結果蓋好的房子還是在地震的時後垮掉了 !

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sheree

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發表於 2012-6-7 20:46:23 |只看該作者.....

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所以, 前面說到樑連接到柱上,
一個原則, 連接點的位置最好在柱的中心 !
tclai 發表於 2012-5-18 17:03

請問~這個在RC也適用嗎?
設計師給我的圖..柱是35*60~
可是在樑的弦接上,都是靠某一邊耶(比如說柱是南北向,梁是東西向時)~並沒有放在中間~
請問這樣會有問題嗎?

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發表於 2012-6-7 17:04:31 |只看該作者.....

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14# tclai
tclai大大，我剛剛把你的PO看了一遍，想說你PO的很清楚，我也大約看得懂(隔行如隔山，看的粉漫粉累)請問有些專業術語我看不懂哪邊可以查詢，還有我看建築圖 & 管線圖，上面標的有看沒有懂，因為我的2Home正在籌畫，我跟營造要一些案例圖，自己先初步繪製，好跟他能溝通，我的2Home很簡單，45平方公尺(9x5)但需架高1.3公尺，剛開始也考慮用鋼構，但因為離海邊約2KM所以改RC，以後建置完成後想在屋內加鋼樑當2F儲藏室，尺寸2.35 X 8.85 = 20.8平方公尺(小數二位進位)，請問你可以幫忙預估多少錢嗎?所需要多少鋼材。(施工法:如何與RC牆壁連接)若有時間方便請幫忙回答。

付出一分愛心，就能獲得一分福業；捨掉一分執著，就能增長一分智慧！

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alpha

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發表於 2012-6-7 13:26:10 |只看該作者.....

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不好意思,提出一些意見

個人認為,鋼結構還是比RC來的有''彈性'',不過前提是需要高超的施工和檢驗,為何是高超的技術,因為一般的鐵工無法達到標準,也沒有儀器可以檢測,我想大多數的業主不可能為了蓋三層樓的鋼構屋而請鋼構公司來施工吧,相對的RC要達到施工標準就容易多了

另外RC是鋼筋和混凝土結合的複合材料,兩者需互相配合才能發揮作用,常遇到很多業主說''3000Psi的混凝土我要求加到3500Psi'',我都會跟他說,你把那些錢拿去要求預扮場將坍度加水泥加到18cm,讓灌漿的師傅好做,他們就不會偷加水了,拆模後也不用''抓貓'',而且強度保證足3000,那如果ㄧ次的地震中某一根柱子的混凝土壞了,那也是沒有逃命的機會,其重點在於RC的彈性設計(RC產生塑性鉸,也是兵敗如山倒,如台北的東星大樓)

受力的構件以中性軸區分為上面受壓下面受拉,不過其前提是兩端為Roller 和 Hinge,一般RC結構樑柱結頭皆為 Fixed,故只有中間1/2為此行為,端點的受力恰好相反,當然受壓側由混凝土和少量鋼筋承受,受拉側由鋼筋承受,箍筋是為了固定主筋和增加混凝土的強度,避免產生塑性鉸,各位有自己蓋過RC屋子的前輩,柱子的箍筋中間較疏,上下兩端較密,樑的部份,靠近柱子的地方,上層較密,下層較疏,中間的部份上層反而較少,箍筋也是一下,版的部份中間甚至沒有上層鋼筋,了解一下拉力怎麼走,鋼筋就怎麼走,這樣監造就難不倒你了

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oop930

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