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風工程     ASCE7-02(95、103)
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鋼結構     LRFD2-1993(87、96、99)  ASD13-1989(87、96、99)

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鋼結構     鋼構造設計便覽2018

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上次更新:20201220
美國工程規範、日本工程規範、中國工程規範及電腦應用技術
結構可靠度通用原則    ISO2394-1973, ISO2394-1986, ISO2394-1986(1988a), ISO2394-1998
結構載重         ASCE7-1970, ASCE7-1976, ASCE7-1982, ASCE7-1988, ASCE7-1993, ASCE7-2002, ASCE7-2010, ASCE7-2016
地震工程         UBC-1970, UBC-1976, UBC-1982, UBC-1988, UBC-1994, IBC-2000, IBC-2006
鋼結構          AISC ASD-1969, AISC ASD-1978, AISC ASD-1989, AISC LRFD-1986, AISC LRFD-1993, AISC LRFD-1999, ANSI/AISC 360-2005, ANSI/AISC 360-2010, ANSI/AISC 360-2016
鋼筋混凝土        ACI318-1971, ACI318-1977, ACI318-1983, ACI318-1989, ACI318-1995, ACI318-2005M
基礎構造         建築基礎構造設計指針-1988
結構可靠度(建築結構)  GB50068-2001, GB50068-2018
結構可靠度(工程結構)  GB50153-1992, GB50153-2008
結構載重         GB50009-2001(2006a), GB50009-2012, GB50009-2019
地震工程         GB50011-2001, GB50011-2010, GB50011-2010(2016a)
鋼結構          GBJ17-1988, GB50017-2003, GB50017-2017
鋼筋混凝土        GB50010-2002, GB50010-2010(2015a)
地基基礎         GB50007-2002
有限元素分析軟體     SAP90, ABAQUS, ANSYS, SAP2000, STAAD.Pro, ETABS, PKPM
水利分析軟體       HEC-RAS, SWMM
數學軟體         Mathematica, SageMath, Maxima
統計軟體         R
數值軟體         MATLAB, Octave
繪圖軟體         AutoCAD, SolidWorks, AutoCAD Civil3D, SketchUp
專案軟體         GanttProject, MS-Project
結構化程式語言      ANSI C, C99, C11
物件導向程式語言     C++98, Java
FORTRAN系統    FORTRAN77, FORTRAN95
VB系統         QuickBasic, Visual Basic, Visual Basic.NET, AutoCAD VBA, MS-Word VBA, MS-EXCEL VBA
組合語言         MASM
網頁語言         HTML4, HTML5, VBScript, JavaScript

上次更新:20220416
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2015年1月3日 星期六

地下連續壁非主筋的銲接鋼筋用途

  我在稍早被業主方的工地主任,問起連續壁非主筋的銲接鋼筋用途,其曾教導我有關於連續壁配置的重要觀念,以下就將當時的解釋採較為詳盡的說明,並搭配舉例讓普羅大眾知道連續壁結構。

  以淺層基礎開挖來說,常採用鋼板樁為基地圍撐結構,而結構設計的重點僅在於撓曲強度,其完全不考慮剪力強度的原因,是因為鋼板樁抗剪強度必然高於土壓力。連續壁是樑柱版牆的牆結構,但是主要荷載為撓曲應力,僅需要上、下主筋配置良好即可,其混凝土壁體抗剪強度應該有需要檢核,此為較慎重的結構設計觀念和模式。連續壁非主筋的銲接鋼筋,其結構設計採取桁架結構做二力構件分析,乃是為維持上、下主筋位置的正確性,以避免KOBELCO吊起於空中卻四處散落。

  經多位課長級工地主任的教導後,我已經能夠明確辨識上、下主筋的配置,而連續壁的鋼筋配置關鍵在於搭接長度。工地現場的鋼筋採用定尺裁切,然而實際把鋼筋擺在鋼筋床上排列後銲接,往往會因為長短筋配置造成5~8cm的誤差,此搭接長度不足的誤差是可預期的數字,卻為鋼筋籠檢驗停留點常見的品質管理問題。在鋼筋定尺裁切方面,有必要考慮搭接誤差緩衝長度,以避免鋼筋定尺裁切產生的規格誤差。

地下連續壁檢驗停留點
  ◎穩定液:比重(1.02±0.01)、黏滯性(38±4超泥漿)、PH值(9±1氫氧化鈉)、含砂量(0.2%)/自訂/
  ☆超音波:垂直度(1/300)/任職公司/
  ★鋼筋籠:主筋號數、主筋數量、主筋長度、柱預留筋位置、版預留筋位置、搭接位置、搭接長度

◎比  重:穩定液的比重不得低於1.01,因為穩定液的特徵之一就是比重大於水。
      超泥漿和氫氧化鈉的用量,得同時增加以調整穩定液比重。
◎超 泥 漿:穩定液的黏滯性偏低時,應增加超泥漿用量以提高黏滯性,否則就應該加水稀釋超泥漿降低黏滯性。
◎氫氧化鈉:穩定液的PH值偏低時,應增加氫氧化鈉用量以提高PH值,否則就應該加水稀釋氫氧化鈉降低PH值。
◎含 砂 量:以深層取樣器取得不同深度的穩定液,經檢測連續壁不同深度的含砂量,得避免灌漿後導致連續壁體強度降低。
      檢測深、中及淺層穩定液後,得對於含砂量偏高的連續壁,經等待時間於土砂沉澱後再灌漿。
☆超 音 波:經超音波檢測輸出的掃描圖,於比對地表丈量的連續壁長寬尺寸,以計算超音波掃描圖上1格的距離,
      得用於推算端板或連續壁體傾斜距,並將估算值用於除算深度以求得垂直度。
★鋼 筋 籠:以捲尺據圖面起算位置經膠帶固定於吊耳側,縱向拉尺檢查交錯主筋的長度、位置及預留筋,
      並於搭接處確認其鋼筋號數對應之搭接長度,以及確認固定主筋的橫向主筋之號數和間距。
      檢查鋼筋計、傾斜管、完整性預埋管,以確認現場照圖施工位置正確無誤。
      檢查搭接處銲道長度和數量,不應小於有效固定最短長度,以避免鋼筋籠吊放時散落四處。

  MASAGO抓斗直徑為4﹒2米,而MASAGO抓斗壁厚為0﹒9米,其抓土量為π × 2﹒1 × 2﹒1/4 × 0﹒9=3﹒117方,其挖掘工法為MHL。MASAGO的抓斗在縮合狀態下,其抓斗呈現形式為四分之一圓,以四分之一圓計其厚度得求其體積。

  MASAGO的挖掘行為統稱「刀」,包括:第一刀、第二刀、洗刀,其中的洗刀亦被稱為中刀,以此類稱呼在表示施工進度。MASAGO的纜線上,會預先丈量長度並噴漆,以使駕駛人控制挖掘深度。連續壁的公、母單元劃分,亦需考慮到挖掘行為來做單元分割,其母單元採用凹槽端板以承接公單元。母單元必須先行施作後,於二母單元間施作公單元。公單元灌漿無端板側壓的顧忌,因而澆置速度得不受限制快速灌漿。有鑑於此,規劃者會縮小母單元長度,並同時地提高公單元的長度,使得設計灌漿量差距2~4倍,然而其耗費時間卻往往相距不遠。

  以特密管做連續壁單元灌漿,其關鍵在於估算預拌混凝土方數,以準確評估尾數需求的出料方數。水中混凝土的灌漿作業程序,得於上方對橫截面特密管預留口處,擲下米尺以量測底部距地面的深度,經取平均計及至地面預留深度的灌漿量,並加總計算已灌漿的預拌混凝土方數,得計算該連續壁單元的實際灌漿方數,也就能夠評估尾數出料的需求方數。特密管在接管的同時,必須記錄接管長度的數據,因為拔管要考慮有效埋入深度。

2014年12月29日 星期一

臺灣對於暖氣系統的需求分析

  臺灣位處於亞熱帶地區,算是地理上不冷不熱的氣候環境。然而,每到夏天就家家戶戶開冷氣,而其實際降溫約8~12度左右。以我於中國大陸的居住經驗來說,其暖氣系統得升溫約6~8度左右,而此數據似乎並非是偏小的溫差量。也就是說,臺灣採用冷氣系統的現況,幾乎對等於暖氣系統的實際功效。暖氣和冷氣的主要原理差異,在於冷氣是直接以溫度偏低的氣體來降溫,而暖氣是以熱源做自然對流來升溫室內溫度。

  以帶有直接熱源的暖氣機來說,會比較擔心使用過程不小心被機器燙傷,所以我指的暖氣系統是採用溫熱水管。我建議的暖氣系統建置模式,是沿用原來的電熱水器經室內安裝熱水管,讓攝氏60~70度左右的熱水通入水管,讓環繞於室內的水管表面來提升室內溫度,將有可能在室外為攝氏12度的溫度下,於室內穿著秋季較薄的長短袖衣著服飾。以下,為《所長簡介》提及的暖氣系統內容,得以讓臺灣對於暖氣需求做概念性的了解,並得為冷凍空調專業人士做系統建置的雛形架構。

  相傳一號樓的建造,為知名教授兼建築師梁思成規劃和設計,其年代久遠並已屹立清華大學有五十年之久。萬人食堂的食材一概以秤重計價,算是比較異於臺灣飲食計價模式,其中最獲我青睞的項目是麻辣香鍋。雖然,平常是個滴酒不沾的人,但京售各類品牌啤酒售價猶如礦泉水,於入秋後溫降十餘攝氏度下,夜晚偶爾會在寢室飲上一瓶啤酒。一號樓離打水地方近,入冬後來到零下攝氏度,於是開始學習起室友的溫熱水洗腳習慣,相當有助於在寢室讀書或入睡助眠。一號樓寢室都有暖氣系統,是以燃煤形式煮熱開水通入水管,並讓熱水管環繞於寢室四周,因而可以聽到緩緩不止的水流聲。門口進出管制模式採用刷卡系統,並出入於僅能容許一人站立的小空間內,但是對於體格特別瘦小之人而言,仍有可能二人同時站立於小空間內,基本上算是個相當安全的門禁管制體系。

臺灣夏季使用冷氣系統(冷氣機) 臺灣冬季使用暖氣系統(熱水管)
32℃ → 24℃ (臺灣春季氣溫) 12℃ → 20℃ (臺灣秋季氣溫)

  以室內為邊界條件的局限空間內,要有效地配置熱水管的位置做自然對流,此項目為ANSYS Icepak的熱流分析範圍,臺灣採用ANSYS Icepak做分析很普遍。熱水管以自然對流做熱源移轉的過程,得採用熱力學公式計算熱水管需求面積,然而熱水管應該要配置在室內的何處,就需要以ANSYS Icepak做熱流分析。我不是很懂熱流分析,然而以上說明已足以為技術導入。臺灣的冷凍空調業者得於當當網上,找到不少有關於暖氣系統相關書籍,經訂購閱覽後就得發展出臺灣的架構。

機械工程學系熱流組 → 室內空間大小、升溫需求及熱水器供水溫度概算 → 熱力學公式計算熱水管需求面積
→ ANSYS Icepak建模採試誤法做自然對流分析 → 機械製圖 → 工程估價(報價) → 工程施工(安裝熱水管及其相關設備)

  建築師在往後做建築設計時,除應該考慮中央空調系統以外,應該納入暖氣系統的規劃和設計。在營造業方面,暖氣接管預留位置及樑穿孔問題,也將必然性地成為新的考量因素,因為熱水管都是外露形式來做自然對流。樑穿孔點涉及到樑撓曲強度的折損,需要於結構設計初步階段提供樑穿孔點,以便於暖氣系統設計做熱水管動線規劃,也不致於交付營造業者於現場決定樑穿孔點,有可能選點於樑撓曲強度減損較大處,將不利於建築結構安全導致非預期的後果。在牆穿孔點方面,就是繞道不經過剪力牆和承重牆,其餘的非結構牆理當得接受牆穿孔的情形。

2014年12月28日 星期日

職業安全衛生專業分流機制

  在工程科學裡,以電機、機械、土木及化工為工程學要項,並為工業生產製造的發展主要支流。臺灣以營造業為職業災害位居首位為基礎,將職業安全衛生業務主管發展出營造業分支,卻忽略專業內容不相同是學習的實際困難處。有鑑於此,我提出科技業、製造業及化工業分支,並同營造業為職業安全衛生業務主管執業選項,以及增列丁種以解決執業管理人數落差的問題。此外,職業安全衛生的本科系畢業生,將保障其於畢業時以修課和興趣選擇其一,經政府發照乙級職業安全衛生管理員和乙種職業安全衛生業務主管,倘若欲更換行業將需同一般資格接受教育訓練和考試。在農漁業職業安全衛生管理方面,農業以地主或佃農、漁業以船長為必須接受教育訓練的基本人員,其職業安全衛生業務主管職業分級採生產量為分級標準。以下,為新提議的職業安全衛生執業制度,並得參照公司行號的營利事業登記證,以為行業分類分流的職業安全衛生管理,但是並未對於前人制定的配置人數做大幅修訂。

國家抽查列管工業生產作業環境 縣市政府抽查列管工業生產作業環境
一級工業生產作業環境 二級工業生產作業環境 三級工業生產作業環境 四級工業生產作業環境
☆無人數限制(1/2/4) ☆300人以下(1/1/2) ☆100人以下(1/0/1) ☆30人以下(1/0/0)
①科技業甲種職業安全衛生業務主管1人
②製造業甲種職業安全衛生業務主管1人
③營造業甲種職業安全衛生業務主管1人
④化工業甲種職業安全衛生業務主管1人
①科技業乙種職業安全衛生業務主管1人
②製造業乙種職業安全衛生業務主管1人
③營造業乙種職業安全衛生業務主管1人
④化工業乙種職業安全衛生業務主管1人
①科技業丙種職業安全衛生業務主管1人
②製造業丙種職業安全衛生業務主管1人
③營造業丙種職業安全衛生業務主管1人
④化工業丙種職業安全衛生業務主管1人
①科技業丁種職業安全衛生業務主管1人
②製造業丁種職業安全衛生業務主管1人
③營造業丁種職業安全衛生業務主管1人
④化工業丁種職業安全衛生業務主管1人
職業安全衛生管理師(甲級)2人 職業安全衛生管理師(甲級)1人
職業安全衛生管理員(乙級)4人 職業安全衛生管理員(乙級)2人 職業安全衛生管理員(乙級)1人
科技業:電機工程、電子工程、光電工程、控制工程、通訊工程         營造業:土木工程、營建工程、水利工程、建築、測量
製造業:機械工程、車輛工程、造船工程、航空太空工程、冷凍空調工程     化工業:化學工程、應用化學、化學、材料科學與工程、高分子工程