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行政院公共工程委員會 公共工程品質管理訓練班

行政院公共工程委員會 公共工程品質管理訓練班. 課程內容：鋼結構施工及檢驗基準 地點： 經濟部國營會台電訓練中心 授課講師：詹碩仁 中華民國一 ○ 二年. 2014/9/9. 1. 鋼結構施工及檢驗基準 課程綱要. 前言 鋼結構施工相關法規 施工與檢驗基準 鋼結構施工查核流程及品質抽驗 結語. 依公共工程委員會 102.01 品管班教材版本編撰. 2014/9/9. 2. 前言. 鋼結構使用之優點: 安全 — 高強度及高韌性 時效 — 具預製性，可縮短工期 經濟與品質 — 採用機械自動化

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  1. 行政院公共工程委員會公共工程品質管理訓練班行政院公共工程委員會公共工程品質管理訓練班 課程內容：鋼結構施工及檢驗基準 地點： 經濟部國營會台電訓練中心 授課講師：詹碩仁 中華民國一○二年 2014/9/9 1

  2. 鋼結構施工及檢驗基準課程綱要 前言 鋼結構施工相關法規 施工與檢驗基準 鋼結構施工查核流程及品質抽驗 結語 依公共工程委員會102.01品管班教材版本編撰 2014/9/9 2

  3. 前言 鋼結構使用之優點: • 安全—高強度及高韌性 • 時效—具預製性，可縮短工期 • 經濟與品質—採用機械自動化 • 環境保護—綠色建築材料(減少二氧化碳產生) 2014/9/9 3

  4. 前言(續1) 鋼結構使用在國內之現狀: • 學術教學及工程設計上以ASD及LRFD為主(美國) (目前最新版為AISC 360-2010) • 製作及施工材料則以日本規範(JIS)為主 • 建築研究所--鋼骨結構極限設計規範及容許應力設計規範(八十八年一月一日公佈) (鋼構造建築物鋼結構設計技術規範-極限設計法/容許應力法設計法 99.09.16公布) • 營建署--鋼骨結構施工規範(八十四年頒佈) (鋼構造建築物鋼結構施工規範 96.07.05公布) 2014/9/9 4

  5. 鋼結構施工相關法規 • 鋼結構施工規範— 建築研究所委託中華民國結構工程學會，研擬施工規範與解說，內容包括使用材料、工廠製造、現場安裝外，亦包含品管、工程驗收與勞工安全衛生之相關規定。 除參考AISC、AWS、JASS等美日相關規範外，並收集國內鋼結構過去之研究成果。 2014/9/9 5

  6. 鋼結構施工相關法規 • 內容— 總則/材料/製作/銲接施工/高強度螺栓接合/組立與預裝/表面處理與塗裝/安裝計畫/儲放與成品運輸/臨時支撐與安全措施/埋設鐵件及支座設施/構件安裝精度/品質管制及工程驗收/勞工安全衛生相關規定 共十四章(舊版) 2014/9/9 6

  7. 鋼結構施工相關法規 內容— 總則/材料/製作/銲接施工/高強度螺栓接合/預裝/表面處理與塗裝/儲放與成品運輸/安裝及精度/埋設鐵件及支座設施/臨時支撐與安全措施/品質管制及工程驗收 共十二章(96.07.05 公告現行版本) 檔案下載(PDF) 內政部營建署/最新消息/法規公告/建築管理篇 2014/9/9 7

  8. 工廠製造流程圖及查驗重點(1/2) 2014/9/9 8

  9. 工廠製造流程圖及查驗重點(2/2) 2014/9/9 9

  10. 施工與檢驗基準 • 前置作業 1.材料檢驗 2.銲接程序與銲工檢定 2014/9/9 10

  11. 施工與檢驗基準 • 工廠內製造作業 1.切割 2.鑽孔 3.組立 4.銲接 5.整形 6.假安裝 7.表面處理及塗裝檢驗 2014/9/9 11

  12. 施工與檢驗基準 • 切割 • 切割方式 依作業機械不同分為 氣體火焰切割—可燃性氣體 機械切割—砂輪機、鋸床、剪床 電氣切割—高壓電流 雷射切割—電子與光學系統 等四類 2014/9/9 12

  13. 施工與檢驗基準 • 氣體火焰切割品質檢驗項目及標準 • 粗糙度 • 切割凹痕 • 開槽角度 • 切割面垂直度 • 開槽切割根部 • 熔渣 2014/9/9 13

  14. 施工與檢驗基準 • 切割方式比較(1/2)—氣體火焰切割 2014/9/9 14

  15. 施工與檢驗基準 • 切割方式比較(2/2)—機械切割 2014/9/9 15

  16. 施工與檢驗基準 • 鑽(切)孔目的 1.構件臨時或永久性接頭 2.配合構造物其他使用性或施工性之需求 • 開孔方式― 作業依其使用機械區分為三大類： 沖(衝)孔、鑽孔及切割開孔。 2014/9/9 16

  17. 施工與檢驗基準 • 組立作業(1/2) • 鋼橋箱梁(由內而外)— 由鋼板單元組合而成，須先輔以固定用點 銲，俟構件整體完成鋼板片用料定位後， 再施予正式金屬接合之銲接作業。 2014/9/9 17

  18. 施工與檢驗基準 • 組立作業(2/2) • 鋼骨結構箱型柱(由外而內)— 先將箱型柱組立封合，最後才由外部伸入 柱內，施予隔板立向電熱熔渣(氣體)銲 接。 2014/9/9 18

  19. 施工與檢驗基準 • 銲接處組立精度檢驗 • 為有效消除銲接作業可能產生之瑕疵及構件不正常之變形，組立銲接接頭時須依檢驗標準進行。 2014/9/9 19

  20. 施工與檢驗基準 • 銲接處組立精度檢驗 • 銲接位置組立精度檢驗標準: T型接頭間隙 鋼板搭接間隙 開槽角度誤差 對銲接頭接板高程偏差 根部誤差 接合間隙誤差 2014/9/9 20

  21. 銲接處組立精度(1/2) 2014/9/9 21

  22. 銲接處組立精度(2/2) 2014/9/9 22

  23. 項次 檢驗項目 許可差及修正方案 圖示 1 填角銲 組合間隙 t1≦76mm，t2≧t1 2mm≦e≦5mm；S1=S+e t1>76mm或組合型鋼 2mm≦e≦8mm；S1=S+e 2 搭接銲道 組合間隙 2mm≦e≦6.4mm；S1=S+e 3 開槽半滲透銲道組合間隙 t1≦76mm，e≦5mm； S1=S+e t1>76mm或組合型鋼 e≦8mm；S1=S+e､5mm<e≦8mm 時銲接前必須做適當之處理 銲接位置組合誤差修改作業標準 S1：修正腳長、S：設計腳長 2014/9/9 23

  24. 項次 檢驗項目 許可差及修正方案 圖示 4 對接銲 組合偏差 e≦0.1t且e≦3mm；S1=1.5e 若3mm<e≦0.1t需調整對接斜率為 1：25 (S1：銲道修正量、t：較薄板厚) 5 十字組合偏差 e≦t/3且e≦6mm S1≧1.5e；S2≧e S1､S2：銲道修正量 6 對接銲間隙 3mm<R≦2t且R≦15mm時，加背墊物後銲接， 5mm<R≦19mm，可採銲接方式修正，須進行銲接程序試驗。 較薄板厚 5mm<R≦19mm時可採銲接方式 修正，惟須進行銲接程序試驗 4.5mm<R，一邊鋼板切割或背 剷至4.5mm≦R≦9mm再施銲 銲接位置組合誤差修改作業標準 S1：修正腳長、S：設計腳長 2014/9/9 24

  25. *銲接處組立精度(1/2)(NEW)

  26. *銲接處組立精度(2/2)(NEW)

  27. 項次 檢驗項目 許可差及修正方案 圖示 1 填角銲 組合間隙 t1≦76mm，t2≧t1 3mm≦e≦5mm；S1=S+e t1>76mm或組合型鋼 3mm≦e≦8mm；S1=S+e 2 搭接角銲 組合間隙 2mm≦e≦6.4mm；S1=S+e 3 部份滲透銲道組合間隙 t1≦76mm，e≦5mm； S1=S+e t1>76mm或組合型鋼 e≦8mm；S1=S+e､5mm<e≦8mm 時銲接前必須做適當之處理 *銲接位置組合誤差修改作業標準(NEW) S1：修正腳長、S：設計腳長

  28. 項次 檢驗項目 許可差及修正方案 圖示 4 對接銲 組合偏差 e≦0.1t且e≦3mm；S1=1.5e 若3mm<e≦0.1t需調整對接斜率為 1：25 (S1：銲道修正量、t：較薄板厚) 5 十字組合偏差 e≦t/3且e≦6mm S1≧1.5e；S2≧e S1､S2：銲道修正量 6 對接銲間隙 3mm<R≦2t且R≦15mm時，加背襯板後銲接， 15mm<R≦19mm，可採銲接方式修正，須進行銲接程序試驗。 t:較薄板厚 15mm<R≦19mm時可採銲接方式 修正，惟須進行銲接程序試驗 R<4.5mm，可以碳棒剷修至 4.5mm≦R≦9mm再施銲 *銲接位置組合誤差修改作業標準(NEW) S1：修正腳長、S：設計腳長

  29. 施工與檢驗基準 • 銲接 使構件內各金屬間部份或完全熔合接著，採金屬接合銲接方式。 2014/9/9 29

  30. 施工與檢驗基準 • 銲接方法 • 被覆電弧銲接(SMAW--Shield Metal Arc Welding) • 氣體遮護電弧銲接(GMAW--Gas Metal Arc Welding) • 包藥銲線電弧銲接(FCAW--Flux-Cored Arc Welding) • 潛弧銲接(SAW--Submerged Arc Welding) • 電熱熔渣銲接(ESW--Electro Slag Welding) • 電熱氣體銲接(EGW--Electro Gas Welding) • 植釘銲接(SW--Stud Welding) 等7類 2014/9/9 30

  31. 施工與檢驗基準 • 被覆電弧銲接(SMAW) (手銲)藉由被覆銲條與工作母材間產生的電弧為熱源，將銲條與母材熔融以達到接合目的。 2014/9/9 31

  32. 施工與檢驗基準 • 氣體遮護電弧銲接(GMAW) 使用實心銲線為電極，由馬達持續送線自銲槍前端之銲嘴送出並與母材接觸產生電弧，經由電弧熱熔融銲線與母材以達接合目的。 2014/9/9 32

  33. 施工與檢驗基準 • 包藥銲線電弧銲接(FCAW) 以連續送線方式與母材持續產生電弧，由電弧熱熔融母材加入銲材熔滴達接合。 分為兩類：無氣體遮護式(自護式)與氣體遮護式。 2014/9/9 33

  34. 電銲的種類與特性 • 潛弧銲接(SAW) • 潛弧銲接為自動銲接機具，送線機將成捲型之實心銲線送出，與母材間形成電弧，藉由電弧熱熔融母材及銲線形成銲接金屬。設備裝載於行走之台車架台之上，隨台車持續前進。

  35. 施工與檢驗基準 • 電熱熔渣銲接(ESW) 利用電阻熱熔融由送 線機經細長直立方管 銲槽，連續傳送之包 藥銲線，於熔池內與 母材、銲線持續熔融 ，形成銲接金屬。 由下方開始立向直上 ，將母材及襯板之銲道範圍填滿。 2014/9/9 35

  36. 施工與檢驗基準 • 電熱氣體銲接(EGW) 以消耗性實心或包藥銲線，經由送線機送經銲嘴導管與母材產生電弧，電弧熱熔融母材、銲線形成銲池，持續送線，熔混於銲池內，冷卻後成銲接金屬。 板厚適用範圍15~100mm，多運用於鋼骨結構箱型柱內橫隔板立向銲接，亦有運用於鋼板立向對接。 2014/9/9 36

  37. 電銲的種類與特性 植釘銲接(SW) 利用金屬螺栓(釘)、金屬棒、剪力釘接觸端與母材間產生電弧，電弧熱熔融母材及剪力釘前端，至足夠溫度銲接時，植釘槍施以適當之壓力，使剪力釘及母材相接合。

  38. 施工與檢驗基準 • 銲接 使構件內各金屬間部份或完全熔合接著，採金屬接合焊 接方式。 • 銲接程序 • 已認可之銲接程序— 依AWS接頭細節作為施工依據，原則上無須再進行程序檢驗。(預檢定 Prequalification。AWS D1.1 Chap.3) • 實作銲接程序— 個案工程特殊時，必須依規定進行銲接程序試驗。 (檢定 Qualification 。AWS D1.1 Chap.4)

  39. 電銲程序與檢試驗項目 • 銲接程序~已認可之銲接程序: 依AWS D1.1接頭細節，對於母材與焊材其標稱降伏強度在63.4 kg/mm2 以下者，只需依AWS規範填寫銲接程序規範書(Welding Procedure Specification, WPS)，作為施工依據，原則上無須再進行程序檢驗。 (僅可用於SMAW、SAW、GMAW、FCAW)

  40. 電銲程序與檢試驗項目 • 銲接程序~實作銲接程序: AWS認可以外之銲接程序或個案工程特殊時， 必須依規定進行銲接程序試驗，檢驗符合規 定後，制定銲接程序報告書(Procedure Qualification Record, PQR)，作為施工依據。 (ESW、EGW、GTAW)

  41. 電銲程序與檢試驗項目 • 銲接程序~各項變數: 銲接程序書中應記載 1.電銲設備:電流與電壓 2.選用之電銲方法 3.銲條:種類、材質及直徑 4.母材:材質、厚度、預熱溫度、後熱延時 5.開槽:角度、根距、間隙 6.銲道:層數、速度、層間溫度 若發生主要變數改變時，須重做程序。

  42. 電銲程序與檢試驗項目 • 銲條管制: SMAW(手工電銲)因銲條表面被覆助熔劑，必須完全乾燥，才能獲致良好的電銲效果。 工廠內須設置大型烤箱，電銲工須隨身攜帶銲條乾燥桶，以保持銲條乾燥。

  43. 施工與檢驗基準 • 銲材與母材— 當接頭母材不同組時，填料金屬可選用: • 選用與較高強度母材匹配 • 選用與較低強度母材匹配並產生低氫熔填金屬，必須選用較高強度組之預熱溫度 • E70XX(4.9t/cm²)-A572 Gr.50,SM490 • E60XX(4.2t/cm²)-A36,SM400 (低強度與高強度鋼結合銲接時，得選用低強度對應之銲材，但須使用低氫系銲條。) • 工程師與銲工— 銲接工程師人才缺乏(TWS、AWS) AWS→SCWI、CWI、CAWI 銲工：具G(開槽)、F(填角銲) 1(平) 2(橫) 3(立) 4(仰) 6(環) 停止工作6個月以上，重新檢定資格。 2014/9/9 43

  44. 銲材規格與對照表

  45. 銲材規格與對照表

  46. 常用母材與銲材規格匹配表

  47. 銲工作業位置限制 平銲(F)　　　 橫銲(H)　　　　立銲(V)　　　　 仰銲(OH) F:平銲、H：立面平銲、V：立銲、OH：仰銲

  48. 銲接檢定位置與銲接型式 檢定試驗 鋼板 鋼管 銲接型式 位置 開槽 填角 開槽 填角 鋼板開槽 1G F F,H F F,H 2G F,H F,H F,H F,H 3G F,H,V F,H,V F,H,V F,H 4G F,OH F,H,OH F,OH F 3G & 4G ALL ALL - F,H 鋼板填角 1F - F - F 2F - F,H - F,H 3F - F,H,V - - 4F - F,H,OH - - 3F & 4F - ALL - - 鋼板塞銲 1F F - F - 3F V - V - 4F OH - OH - 銲工作業位置限制 F:平銲、H：立面平銲、V：立銲、OH：仰銲

  49. 銲接檢定位置與銲接型式 檢定試驗 鋼板 鋼管 銲接型式 位置 開槽 填角 開槽 填角 鋼管開槽 1G旋轉 F F,H F F,H 2G F,H F,H F,H F,H 5G F,V,OH F,V,OH F,V,OH F,V,OH 6G 2G & 5G 6GR ALL ALL ALL ALL 6GR ALL ALL T,Y,K Joint ALL 鋼管填角 1F旋轉 - F - F 2F - F,H - F,H 2F旋轉 - F,H - F,H 4F - F,H,OH - F,H,OH 4F & 5F - ALL - ALL 銲工作業位置限制 F:平銲、H：立面平銲、V：立銲、OH：仰銲

  50. 施工與檢驗基準 • 銲道非破壞檢測 • 內容 鋼構件接頭接合銲接完成後，在不破壞已 完成銲接結構體，檢測鋼構件之結合銲道外表、內部是否存在銲接缺陷，以認定銲接品質是否能達到設計單位之規定。 2014/9/9 50

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