有效率的超時加班原則

　　依據勞動基準法的規定，每天的最高工時是１２小時，我採用此基本原則用於加班。加班在不講規則下，其實是沒有任何效率的作法。我採用的加班原則，乃是一天最高工時為１２小時，經連續加班工作２～３天，必須恢復為正常工時８小時。在此原則下，一週最高工時為３ｘ１２＋８＋２ｘ１２＋８＝７６小時。

加班極限工時：［７６小時／週］ｘ２
　　我很重視社會實踐，我提出一週７６小時，乃是加班的極限工時，連續二週執行７６小時，應該恢復８小時２天以上。我對於加班設定的條件，乃是應急要在短時間做加班，因而我的考量乃是連續二週，之後便恢復正常工時的運作。７６ｘ２／８＝１９，相當正常工時週休二日下，已經連續執行２５個日曆天。

加班極限工時

第一週

第二週

星期一

星期二

星期三

星期四

星期五

星期六

星期日

星期一

星期二

星期三

星期四

星期五

星期六

星期日

１２小時

１２小時

１２小時

８小時

１２小時

１２小時

８小時

１２小時

１２小時

１２小時

８小時

１２小時

１２小時

８小時

　　極限工時連續二週，將會開始出現倦怠感，應該儘快結束專案執行，並恢復為正常工時的狀態。在社會上，專案執行多數在１個月內，便可以結束專案的階段進度，因而加班極限工時得解決問題。加班極限工時都是連續二週，爾後要硬撐把專案結束階段進度。

　　在土木營造業方面，其加班主要以灌漿和裝修居多，結構體都是增加工人和平行作業。夜間要加班，都是１８：００－２２：００，涉及裝修得考慮加班極限工時。我提的營造業工時，０８：００－１２：００和１３：００－１７：００，其實是冬季工時；夏季工時，０７：００－１１：００和１４：００－１８：００，此為其中一種作業的時間，都是要閃避中午豔陽時間。不涉及曬太陽的夏季工時，無異於冬季工時的作業時間。

結構工程、水電工程
夏季工時		冬季工時
０７：００－１１：００	１４：００－１８：００	０８：００－１２：００	１３：００－１７：００

裝修工程
０８：００－１２：００	１３：００－１７：００	１８：００－２２：００

結構可靠度會影響工程標準圖

　　結構可靠度的變動，會導致相同結構設計公式遭遇不同結構載重，以致於不同結構可靠度會發展出不一樣的安全性。照理說，結構可靠度的發展方向是朝向經濟性，因為１９７１年的結構可靠度過度保守，１﹒５Ｄ＋１﹒８Ｌ（第一套結構可靠度）。然而，我近日在對受環壓的方框ＲＣ結構做結構檢核，並發掘工作應力法ＷＳＤ的安全性不如現在的結構可靠度，１﹒２Ｄ＋１﹒６Ｌ。在２００２年以前，採用的是１﹒４Ｄ＋１﹒７Ｌ，並在過去的十幾年以來，臺灣的土木營造業界，已經開始接受１﹒２Ｄ＋１﹒６Ｌ。我的結構可靠度，並不是在強調經濟性，也不是在強調安全性，而是在強調原理的正確性。結構可靠度會影響工程標準圖，不應該一再地變更結構可靠度，否則工程標準圖必須一再地做更新。倘若鋼筋混凝土的工作應力法不安全，那麼鋼結構的容許應力法應該不一定安全。

結構可靠度的關鍵結構載重公式：①１﹒５Ｄ＋１﹒８Ｌ；②１﹒４Ｄ＋１﹒７Ｌ；③１﹒２Ｄ＋１﹒６Ｌ；④１﹒３Ｄ＋１﹒５Ｌ

　　我在算受環壓的方框結構，屬於道路下方的埋設構造物，因而動力分析是採用動態土壓力。經地震加速度求算動態主動土壓力係數，以動態土壓力係數乘上土壓力去計算設計地震力。經埋設某深度之方框結構，其側向土壓力並不是三角形，而是採用梯形的土壓力形狀。ＨＳ２０－４４，其結構載重乃規定於《公路橋樑設計規範》，此為原工程標準圖採用之結構載重，相當於一輛附掛拖車之曳引車經過道路，必然對道路下方的方框結構產生影響。ＨＳ２０－４４，其特殊之處在於力矩和剪力要分別計算，其結構載重採用８﹒２ｔｆ（Ｍ）和１１﹒８ｔｆ（Ｖ）。我不是很清楚結構載重分別計算的原因，不過多數結構的抗剪能力都是高於抗彎能力。

　　ＨＳ２０－４４，其原始分別計算的載重乃是８０ｋＮ（Ｍ）和１１６ｋＮ（Ｖ），亦即其比值是１１６／８０＝１﹒４５，此係數為我的結構可靠度之超額靜載重係數。在１９４４年時，ＨＳ２０－４４不是使用結構可靠度的觀念，亦即１﹒４Ｄ的靜載重估算錯誤係數，此為我的結構可靠度的超額靜載重用以評估自立能力。我的意思是說，ＨＳ２０－４４已經稱霸半個世紀，仍然活躍於土木營造業的結構計算，顯然其定義之結構載重具有不易撼動之地位。

ＨＳ２０－４４
　　結構可靠度，不應一再地更換結構載重係數，將導致許多工程標準圖過於安全或不安全，致使結構設計人無法長久使用工程標準圖。結構可靠度需要的是原理，結構設計人可為後人制定不可撼動之工程標準圖。子孫萬世，共用同一套工程標準圖，並非不可置信之工程設計目標。

結構可靠度原理讓子孫萬世共用同一套工程標準圖
（結構設計人的關鍵工作是在套圖框）
東南亞國家仍在使用ＡＣＩ３１８－９５：結構設計公式已經接近原理公式
　　我在對一套ＷＳＤ的工程標準圖做結構檢核，此工程標準圖都是採用ＡｕｔｏＣＡＤ繪圖，而ＡｕｔｏＣＡＤ是１９８２年開始發行的軟體，因而在１９９０年以前應該都是使用ＷＳＤ。在１９９５年時，ＡＣＩ３１８－９５公諸於世，並奠定後人不易撼動的工程地位，因而ＷＳＤ自此消失於土木營造業。也就是說，ＲＣ開始採用ＵＳＤ的時代，應該是１９９５年以後的年代。《土木４０１－８６ａ》乃是發行於１９９８年０４月１５日，因而中華民國正式使用此版本應該是在１９９８年以後。

六個標準差對應可靠度指標約４﹒５

　　機械製造都是在探討良率，六個標準差的失效概率是0.0000034，經轉換為可靠度指標為4.49985447002501，約略相當於4.5。機械製造的良率不夠高，將導致不良品過多提升製造成本，因而機械製造要求的可靠度指標高於4.4。六個標準差的意義，乃是每製造100萬個產品，要控制不良品在3.4個以下。六個標準差的用途，屬於機械製造，不是機械設計。

LibreOffice Calc　=-NORM.S.INV(0.0000034)　4.49985447002501

References

1. Wikipedia, Six Sigma
2. 黃慶民（2017.12.08）結構可靠度的結構計算實務，黃慶民土木

大棟建築物鋼結構造的箱型柱結構斷面為□１８００ｘ５０

　　大棟建築物鋼結構造，乃考慮大跨度樑跨距為１５ｍ，採取小樑連接大樑作單向版設計，其樓地版的靜載重和活載重概估為１﹒２ｔｆ／ｍ^２。以□６００ｘ２２為鋼柱結構斷面，樓層高度４﹒５ｍ、４ＦＬ、鋼柱全長１８ｍ（板車運輸允許的構件長度）、ＳＮ４００Ｂ，不考慮結構可靠度誤差計算，經評估其軸力強度符合需求，乃採用□７００ｘ４０為結構斷面（ＳＮ４９０Ｂ），其版厚４０ｍｍ可避免端點轉角撕裂變形，此因大跨度鋼樑的端點轉角同比會較大。



　　

　　

　　

　　大棟建築物的箱型柱結構斷面，得選用箱型柱□７００ｘ４０，應經結構實驗以檢視大跨度導致端點轉角較大，不致造成箱型柱接合斷面的鋼板扭轉變形產生破壞。在結構實驗的選用材質方面，不一定要採用ＳＮ４９０Ｂ的建築結構用鋼，亦可考慮採用ＳＭ４９０Ｂ的銲接結構用鋼，此為大棟建築物涉及經濟性和建造成本的考量。

　　在強柱弱樑的原則下，柱要視樑的撓曲強度作調整，□７００ｘ４０為最小斷面，斷面長寬和斷面厚度都不能縮減。以熱軋型鋼為鋼樑規格，其樑深不少於１２００ｍｍ，以有效提供大跨度１５ｍ的撓曲強度，因而箱型柱的斷面長寬應該不少於１８００，伴隨著增長銲接鋼板厚度的要求之下，應採用□１８００ｘ５０。

大棟建築物鋼結構造標準結構尺寸（美國樑柱接頭）
　　柱　Ｃ　□１８００ｘ５０　　　　　　　　　　橫隔板ｘ２　　ＳＮ４９０Ｂ
　大樑　Ｇ　ＢＨ１２００ｘ１２００ｘ２５ｘ５０　ａ＝３３００　ＳＮ４９０Ｂ
　小樑　Ｂ　ＲＨ８００ｘ３００ｘ１４ｘ２６　　　ａ＝２１３６　ＳＮ４００Ｂ
小小樑　ｂ　ＲＨ５００ｘ２００ｘ１０ｘ１６　　　ａ＝１３２６　ＳＮ４００Ｂ


　　

　　

鋼樑結構載重型式為等腰三角形（樓地板活載重為７５０ｋｇｆ／ｍ^２、水平地震力４００ｇａｌ）
不考慮鋼樑防火披覆、加勁版、大樑、小樑、小小樑及樓地板粉刷層。




　　





　　

ＲＣ和ＳＳ版厚的標準結構設計尺寸

　　人生在世不過數十寒暑，結構設計的變化相當有限。版厚經考量使用性和工作性撓度，已經被我研究出一套接近原理的尺寸，應該在有生之年不會有大幅度的變化。

樑跨距七至九米有小樑的版厚１５ｃｍ；
樑跨距五至七米無小樑的版厚１８ｃｍ；
樑跨距三至五米無小樑的版厚１５ｃｍ；
樑跨距零至三米無小樑的版厚１２ｃｍ。

４２層樓鋼結構大樓的標準結構設計

　　在建築結構中，相當常見１４層樓集合住宅大樓（ＲＣ），在超高層樓的結構設計常見是４２層樓（ＳＳ）。其實，樓高４﹒５公尺，鋼柱間距Ｘ和Ｙ向是７公尺，樑柱是Ｉ型樑和箱型柱，樑選用ＲＨ７００ｘ３００ｘ１３ｘ２４，箱型柱選用方柱９００ｘ２５以上，即是４２層樓常見的結構設計，並考量以鋼板剪力牆或偏心斜撐構件，得大幅度降低建築物的層間位移角，應該控在１／２００或０﹒００５以下。鋼柱得採用ＳＮ４００Ｂ或ＳＮ４９０Ｂ，以下是ＳＮ４００Ｂ為鋼板規格的計算。


　　

　　

　　


　　鋼結構大樓的靜載重比較輕，普通載重標準的靜載重和活載重和不到每１ｔｆ／ｍ^２，常見數據為０﹒８～０﹒９ｔｆ／ｍ^２。鋼柱的軸力強度，乃和Ｆ_ｃｒ有關係，Ｆ_ｙ的數據越高，其軸力強度也就越高，此為非彈性挫曲的軸力強度。在保守的結構設計原則下，鋼柱得選用方柱９００ｘ５０，並採用ＳＮ４９０Ｂ的鋼板材質。建築樓層數超過４２層，不是常見的超高層建築物，應該都要特製銲接箱型柱。在七樓以下的鋼柱，得採用鋼筋混凝土包覆為ＳＲＣ，以提高建築物抵抗水平地震力的能力。

４２層樓是選用既有箱型斷面的極限高度

　　

　　

鋼樑結構載重型式為等腰三角形（樓地板活載重為５００ｋｇｆ／ｍ^２、水平地震力４００ｇａｌ）
不考慮鋼樑防火披覆和樓地板粉刷層，鋼樑跨距七米以下可不設置小樑，鋼樑跨距七至九米應設置小樑。
英制單位：７００ｃｍ＝２３ｆｔ；９００ｃｍ＝３０ｆｔ。




　　








　　

---

４２層樓鋼結構大樓標準結構尺寸（美國樑柱接頭）
樑　ＲＨ７００ｘ３００ｘ１３ｘ２４　ａ＝１８４８
柱　□９００ｘ５０　　　　　　　　　橫隔板ｘ２
版　□７０００ｘ１８０