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系統識別號 U0026-0402201015222600
論文名稱(中文) 國內輕型鋼構住宅結構接(節)點之調查研究
論文名稱(英文) An Investigation on Construction Joints of Light Gauge Steel Building in Taiwan
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 建築學系專班
系所名稱(英) Department of Architecture (on the job class)
學年度 98
學期 1
出版年 99
研究生(中文) 許淑貞
研究生(英文) Shu-Chen Hsu
學號 n7795109
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 219頁
口試委員 指導教授-黃斌
口試委員-李政憲
口試委員-胥直強
口試委員-魏浩揚
口試委員-曾俊達
中文關鍵字 輕鋼構  輕型鋼構  鋼構接合  構造接合  接合部  接點  節點  接頭 
英文關鍵字 Light Steel Structure  Structure of Light Gauge Steels  Steel Structure Join  Structural Join  Joining Parts  Join  Node  Joint 
學科別分類
中文摘要 為響應全球對於環境永續發展,落實綠建築概念之執行,輕型鋼構造建築的發展實為重要方法之一;而構造接(節)點是影響力學傳遞重要部位,所以接(節)點的設計與施工更是保障建築物安全之重要工作。在研究過程中,研讀輕型鋼構相關法規與規範,發現國內對於輕型鋼之定義實屬模糊;故本研究先就「輕型鋼」之定義釐清著墨,再進一步著眼於國內輕型鋼構住宅結構接(節)點作案例調查,以瞭解國內目前輕型鋼構住宅結構接(節)點之現況與問題並研擬對策及建議,以期對國內輕型鋼構住宅之發展有所助益。

研究方法與目的:
1. 經由國內外相關文獻與法令規範整理,釐清『輕型鋼』之定義。
2. 經由輕型鋼構住宅案例調查,彙整其結構接(節)點型式與接合部位之現況。
3. 經由各部位結構接(節)點之構造現況調查與訪談,彙整輕型鋼構住宅結構接(節)點構
造上之實際問題及原因分析並研擬改善對策。

研究成果:
1. 釐清 『輕型鋼』之定義
『輕型鋼』係指厚度(板厚)在6mm以下之鋼構材。
其包括:CNS6183一般結構用輕型鋼、CNS6185一般結構用銲接H型輕型鋼以及CNS1490厚度6mm以下之熱軋型鋼。
2. 輕型鋼構住宅結構主要接(節)點型式分類
(1).構架式之結構接(節)點有:柱與基礎之接合(基腳)採剛接型式、柱與梁之接合採剛接或鉸
接、大梁對小梁採鉸接、柱與屋架樑(斜梁)之接合採剛接或鉸接以及斜梁(屋脊)之接合皆採
用鉸接。
(2).框組版式之結構接合分為:壁體與基礎之接合採剛接型式,壁體與壁體之接合、樓板與壁
體之接合、屋架與壁體之接合,接合型式均採用鉸接。
3. 結構接(節)點經常性問題之改善對策
根據調查十九件案例中,共有五件採框組版式接合,且技術均由國外引進;另十四件案例中有九件採用H型鋼為主構材,只有五件採用冷軋型鋼,足見目前輕型鋼構住宅,仍慣用H型鋼作為主構材。而結構接(節)點之現況問題乃以施工方面所產生之缺失最多,茲列舉其改善對策如下:
柱與基礎接合: 基礎澆置混凝土前,外露螺牙部分必須以油布或膠帶包裹保護。
柱與梁接合: 銲接工作應於工廠中進行,若萬不得以應做好銲接前準備工作與銲接檢驗查核。
大梁與小梁接合: 焊道檢驗合格後應做補漆。
梁與柱接合: 銲接或鎖固前應即進行除銹、除油污、污雜物及油漬及焊工檢定須確實。
接合鐵件:接合鐵件之規格與材料應符合標準且接合時鐵件不可省略不採用。
英文摘要 In response to the sustainable development for the global environment and the implementation of the concept of the green building, the Light Gauge Steel Building development is indeed one of the important methods. And the Construction Joints are the critical parts to affect mechanical transmission, so a good Construction Joints design and construction is an important work to guarantee the safety of buildings. In my reading of Taiwan Light gauge Steel relevant laws and regulations, I found that the definition of the domestic Light Gauge Steel is indefinite. Therefore, this study tried to clarify the definition of "Light Gauge Steel" first, and then focused on the cases study for Construction Joints of domestic Light Gauge Steel Buildings to realize its current situation and problems and try to make the countermeasures and suggestions. Hope to provide a helpful contribution to the development of domestic residential Light Gauge Steel Buildings.

Methods and Purposes of the study:
1.To clarify the definition of the term 「Light Gauge Steel」 by referring to domestic and foreign documents and statutory regulations.
2. By the Light Gauge Steel Buildings case studies, then compile its structure joints types and parts of the current situation.
3. Through the investigation and interviews of their respective parts of the structure joints status, compile the structure points problems and cause analysis of Light Gauge Steel Buildings and to develop improving countermeasures.

Study results:
1. To clarify definition of Light Gauge Steel
The term 「Light Gauge Steel」 means steel structural members having a (plate) thickness no more than 6mm.
It includes CNS6183 Light Gauge Steel shapes for general structurals, CNS6185 welded Light Gauge H steels for general structures, and CNS1490 hot rolled steel shapes with a plate thickness no more than 6mm.
2. The major construction joint types of Light Gauge Steel Buildings
(1)Joints of Frame-type structure includes: column-footing joints are used in fixed, column-girder joints are used in fixed or hinged, the girder-beam joins are used in hinged, column-frame (slant beam) joints are used in fixed or hinged, and oblique beam with oblique beam(Roof beam) joints are used in hinged.

(2)Joints of Frame-Panel type structures includes: wall-footing joints with rigided ; wall-wall joints, slab-wall joints, and frame-wall joints with hinged.


3. Improvement countermeasure of common structural joins problems
According to the 19 case studies, the frame group of five bonding layout of dollars are imported. And the other 14 cases, 9/14 used the H-beam as its main girder and only 5/14 used cold-rolled steel . It shows obviously the Light Gauge Steel Buildings is still used the H-beam as its main structural Materials. And the most light gauge steel building current problems are coming from construction of joints , therefore lists the major improvement countermeasure as follows:
‧ Column-footing joins: Exposed threads must be wrapped with oiled cloth or tape for protection before pouring concrete to the footing.
‧ Column-girder joins: Welds must be carried out in the factory; in case on-site welding is inevitable, a full welding inspection and preparation must be made in advance.
‧ Girder-beam joins: A coat painting procedure must be carried out after weld inspection passed.
‧ Girder-column Joins: Before welding and bolting, the removal of rust, oil, stain and the welder』s qualification must be carried out completely and confirmed.
‧ Fastener: The bonding iron is a necessary material. It should be conformed to standards and can not be omitted.
論文目次 目 錄
■ 目錄
■ 表目錄
■ 圖目錄
第1章 緒論 1-1
1-1 研究動機與目的 1-1
1-2 研究對象與範圍 1-3
1-3 研究方法與流程 1-4
第2章 輕型鋼構建築物之認識 2-1
2-1 輕型鋼之認識 2-1
2-1.1 輕型鋼之定義 2-1
2-1.2 輕型鋼構造建築物構材之認識 2-4
2-2 輕型鋼構造建築物之基本認識 2-11
2-2.1 輕型鋼構造建築物構法之類型 2-11
2-2.2 輕型鋼構造建築物之力學行為 2-13
2-2.3 輕型鋼構造建築物結構體工程之認識 2-16
2-2.4 輕型鋼構造建築物之特性 2-26
2-3 輕型鋼構造建築物結構單元接合基本認識 2-27
2-3.1 輕型鋼構造建築物常用構材 2-27
2-3.2 輕型鋼構造建築物構件之接合型態與方法 2-28
2-4 輕型鋼構結構接(節)點之認識 2-43
2-4.1 構架式構造系統之接合 2-44
2-4.2 框組版式構造系統之接合 2-62
2-5 小結 2-75
第3章 現況調查與整理 3-1
3-1 前言 3-1
3-2 調查計畫 3-1
3-2.1 調查動機與目的 3-1
3-2.2 調查方法與流程 3-2
3-2.3 調查對象與方法 3-4
3-3 問卷調查之實施與整理 3-5
3-3.1 問卷調查之內容 3-5
3-3.2 問卷調查之時間與檢定方法 3-5
3-3.3 問捲回收與結果統計 3-5
3-4 案例調查之實施與整理 3-7
3-4.1 案例調查之實施 3-7
3-4.2 案例調查之記錄 3-9
3-4.3 案例調查結果彙整 3-20
3-5 小結 3-27
第4章 問題分析與對策研擬 4-1
4-1 前言 4-1
4-2 問題分析 4-1
4-3 對策研擬 4-6
第5章 結論 5-1
5-1 結論 5-1
■ 參考文獻 i

■ 附錄一、問卷調查表
■ 附錄二、個案調查表
■ 附錄三、CNS輕型鋼,板厚6mm以下構材彙整表
表目錄
表1-3. 1研究方法 1-4
表2-1. 1中國國家標準對輕型鋼之規定: 2-1
表2-1. 2一般結構用輕型鋼之種類及斷面形狀: 2-5
表2-1. 3一般結構用銲接H形輕型鋼圖示: 2-5
表2-1. 4熱軋輕型鋼之截面形狀及種類: 2-6
表2-1. 5唇槽鋼(唇C型)規格尺寸表: 2-7
表2-1. 6輕型槽鋼(C型)規格尺寸表: 2-7
表2-1. 7中國國家標準對輕型鋼所含碳、矽、錳、磷、硫之規定 2-9
表2-1. 8一般結構用輕型鋼CNS6183鋼材之機械性質 2-10
表2-1. 9一般結構用銲接H形輕型鋼CNS6185之機械性質 2-10
表2-2. 1構架式構造系統原理說明 2-11
表2-2. 2框組版式構造系統原理說明與圖例 2-12
表2-2. 3箱式構造系統原理說明與圖例 2-12
表2-2. 4構架式支架體的桿件受力狀況 2-13
表2-2. 5框組版式支架體的構件受力狀況 2-16
表2-2. 6適用於輕型鋼構之基礎種類 2-17
表2-2. 7柱支點型式與K值之關係表 2-19
表2-2. 8輕型鋼構構架式系統受力與柱斷面選擇 2-20
表2-2. 9輕型鋼構構架式系統型鋼柱斷面型式 2-20
表2-2. 10輕型鋼構構架式系統組合柱斷面型式 2-21
表2-2. 11輕型鋼構構架式系統冷軋鋼組合柱斷面型式 2-21
表2-2. 12輕型鋼構構架式系統H型鋼樑受力行為 2-22
表2-2. 13梁種類-1 2-23
表2-3. 1結構接點型式與力學關係圖例說明 2-29
表2-3. 2板-試驗項目、數量及板厚認可限制 2-32
表2-3. 3管-試驗項目、數量及板厚認可限制 2-32
表2-3. 4電熱熔渣焊與EGW電熱氣體電弧銲接之試驗項目、數量及板厚認可限制 2-33
表2-3. 5部分滲透開槽焊之試驗項目、數量及板厚 2-33
表2-3. 6預檢定銲接方法 2-34
表2-3. 7鋼構造建築物鋼結構施工規範認可之銲接方法 2-35
表2-3. 8構材接合部的厚度等於或大於4.76mm時,一般常用之標準 2-36
表2-3. 9旋轉螺帽法之旋轉量 2-38
表2-3. 10螺絲種類表 2-40
表2-3. 11鋼接合的螺絲直徑 2-42
表2-4. 1型鋼鋼柱與鋼管柱基腳剛接圖例 2-46
表2-4. 2錨栓的埋設法說明 2-48
表2-4. 3大梁-小梁的接合 2-53
表2-4. 4在大梁(斜梁)上方承載小梁(脊樑)構件之接合方式 2-53
表2-4. 5柱樑接合束制條件、接合型式與接合方法 2-55
表2-5. 1 調查項目與說明 2-76
表3-2. 1郵寄問卷寄發數量及調查對象來源表 3-4
表3-3. 1寄出問卷與回收問卷數目統計表 3-5
表3-3. 2 2009年參與輕型鋼構建築物設計/監造或承造之統計表 3-6
表3-4. 1構架式構造基礎型式與使用材料彙整表 3-20
表3-4. 2上部結構構件材料與構材斷面厚度彙整表 3-20
表3-4. 3構架式構造系統案例結構接(節)點彙整表 3-21
表3-4. 4框組版式構造系統結構接合彙整表 3-25
表4-3. 1問題分析與對策 4-5
表5-1. 1輕型鋼構住宅結構接(節)點部位與型式 5-1
表5-1. 2柱基案例調查結果比對彙整表 5-2
表5-1. 3柱與梁之接合案例調查結果比對彙整表 5-2
表5-1. 4大梁與小梁之接合案例調查結果比對彙整表 5-3
表5-1. 5斜梁與柱之接合案例調查結果比對彙整表 5-3
表5-1. 6二支斜梁之接合案例調查結果比對彙整表 5-4
表5-1. 7案例調查問題分析及改善對策彙整表 5-4


圖目錄
圖1-3. 1 研究流程圖 1-5
圖2-1. 1 薄板輕量型鋼構材 2-6
圖2-1. 2薄板輕量型鋼構材之接合鐵件 2-8
圖2-1. 3冷軋型鋼製作流程 2-8
圖2-1. 4鋼材料應力應變圖 2-10
圖2-1. 5不同鋼材料應力應變圖 2-10
圖2-2. 1日本框組版式構法演進示意圖 2-11
圖2-2. 2框組版式結構概念圖 2-15
圖2-2. 3框組版式框體受力機制 2-15
圖2-2. 4框組版式構造牆體與基礎固定圖例 2-18
圖2-2. 5梁之受力與高壓應力區域關係圖 2-22
圖2-2. 6翼板與腹板挫曲模式 2-22
圖2-2. 7簡支梁之對角挫曲與懸臂樑之側向挫曲 2-23
圖2-2. 8利用加勁板防止挫曲破壞 2-23
圖2-2. 9梁種類-2 2-24
圖2-2. 10梁種類-3 2-24
圖2-2. 11框組版(壁)式牆體構造示意圖 2-25
圖2-2. 12日本之框組壁(耐力壁)之構成 2-25
圖2-3. 1構架式系統支架體構件組成圖示說明 2-27
圖2-3. 2框組版式支架體構件組成圖(以平台式構法為例) 2-28
圖2-3. 3CNS與AWS銲接符號例 2-32
圖2-3. 4自攻螺絲各部位名稱 2-40
圖2-4. 1使用H型鋼為主結構之構架式系統結構接(節)點構造全圖 2-45
圖2-4. 2柱與基礎之接合方式 2-45
圖2-4. 3不負載彎曲力矩鉸(樞)接柱腳接合型式 2-47
圖2-4. 4單一材料斷面柱和底板銲接圖例 2-47
圖2-4. 5單一材料斷面柱利用角鋼安裝圖例 2-47
圖2-4. 6組合柱和底板銲接圖例 2-47
圖2-4. 7組合柱以螺栓和底板固定圖例 2-47
圖2-4. 8柱基安裝補強鋼板圖例 2-47
圖2-4. 9柱基安裝斜撐板圖例 2-47
圖2-4. 10柱基與地梁接合圖例 2-48
圖2-4. 11柱的接續(接點)型式 2-50
圖2-4. 12型鋼樑的接續方式 2-51
圖2-4. 13大梁、小梁的接合方式之一 2-51
圖2-4. 14大梁、小梁的接合方式之二 2-52
圖2-4. 15大梁、小梁的接合方式之三 2-52
圖2-4. 16大梁、小梁的接合方式之四 2-52
圖2-4. 17梁接頭與樓板之間的安裝方式 2-54
圖2-4. 18剛接構架承受垂直載重下之彎矩圖 2-54
圖2-4. 19剛接構架承受水平力時之彎矩圖 2-54
圖2-4. 20柱/梁的節點標準圖圖例 2-57
圖2-4. 21連結鐵件銲接於柱構材圖例 2-57
圖2-4. 22連結鐵件銲接於梁端圖例 2-58
圖2-4. 23未使用連結鐵件,直接以螺栓接合圖例 2-58
圖2-4. 24將結合鐵件焊於柱上,再以螺栓接合圖例 2-59
圖2-4. 25斜梁與柱之節點圖例 2-61
圖2-4. 26二支屋架樑之接合圖例 2-61
圖2-4. 27柱、桁、人字梁的接合圖例 2-61
圖2-4. 28屋脊樑和人字梁(主櫞)的接合圖例 2-62
圖2-4. 29框組版(壁)式構造系統之組構式意圖 2-63
圖2-4. 30耐力壁下部設置基處地檻 2-64
圖2-4. 31耐力壁或地板直接與基礎緊結 2-64
圖2-4. 32耐力壁下部設置地板格柵補強 2-64
圖2-4. 33組構成框組版式構造之牆體圖例 2-66
圖2-4. 34同軸構架框組構材之最大容許偏心距離 2-67
圖2-4. 35牆體構材之立柱(或翼板)間隔側支撐(或斜撐)型式 2-68
圖2-4. 36外圍結構牆設置對角連接金屬繫條或結構性覆面材之圖例 2-68
圖2-4. 37開口部上緣設置框梁之圖例 2-69
圖2-4. 38角隅結構補強之圖例 2-69
圖2-4. 39 C型鋼續接標準圖例 2-69
圖2-4. 40樓板框組構成方法之一 2-71
圖2-4. 41樓板框組構成方法之二 2-72
圖2-4. 42二、三層樓板框組接合圖例之一 2-72
圖2-4. 43二、三層樓板框組接合圖例之二 2-72
圖2-4. 44二、三層樓板框組接合圖例之三 2-73
圖2-4. 45 樓板格柵梁與覆面板材接合 2-73
圖2-4. 46 樓板開口部之格柵梁補強 2-73
圖2-4. 47屋架(桁架)與結構牆接合 2-74
圖3-1. 1調查流程圖 3-3
圖3-3. 1寄出問卷與回收問卷數目統計圖 3-6
圖3-3. 2回收問卷與有效問卷數目統計圖 3-6
圖3-3. 3回收問卷與無效問卷數目統計圖 3-6
圖4-2. 1柱與基礎接合缺失 4-2
圖4-2. 2柱與梁接合缺失 4-4
圖4-2. 3 大梁與小梁接合缺失 4-5
圖4-2. 4斜梁與柱接合缺失 4-5


參考文獻 參考文獻
一.中文文獻
C01 林草英等,中低層建築推動鋼構造範例之研究,內政部建築研究所
C02 葉祥海等,重建區低樓層鋼構住宅施工現況探討,內政部建築研究所
C03 潘吉齡等,輕型鋼構住宅建築與結構細部設計整合之研究,內政部建築研究所
C04 Malcolm Millais,觀念導向的建築結構學,洪慶雲譯
C05 許茂雄,建築結構系統
C06 Barry onouye/Kevin Kane,建築構造材料的靜力學與材料力學,呂以寧譯
C07 吳卓夫,營造法與施工
C08 財團法人成大建築文教基金會,建築鋼構概論
C09 社團法人日本建築師協會,建築工程問題與缺陷查核
C10 內政部營建署,冷軋型鋼構造建築物施工規範
C11 內政部營建署,冷軋型鋼構造建築物結構設計規範及解說
C12 內政部營建署,鋼構造建築物鋼結構設計規範規範
C13 內政部營建署,鋼構造建築物鋼結構施工規範
C14 尾上孝一,圖解鋼骨建築入門,崔征國譯
C15 美國徐氏基金會科學圖書編譯委員會,基本建築結構細圖,丁觀海 高本綱 毛聲燾 譯
C16 Kamel A.Zayat,鋼結構CAD詳圖,林宜智譯
C17 尾上孝一,圖解建築鋼骨構造,黃永材譯
C18 何明錦.潘吉齡.劉瑞豐,輕鋼構低層建築物應用:以日本輕鋼構為例,內政部建築研究所
C19 半伬正一,建築失敗案例-結構體工程篇,石正義譯
C20 劉宇傑,(2002)《輕型鋼構住宅構工法初步研究》,成功大學碩士論文。
C21 洪亮辰,(2002)《國內低層輕鋼構住宅外牆施工界面整合之研究》,成功大學碩士論文。
C22 楊冠倫,(2002)《國內低層輕鋼構住宅屋頂工程之調查研究》,成功大學碩士論文。
C23 蘇傑鳴,(2002)《國內輕鋼構住宅樓版構法之研究》,成功大學碩士論文。
C24 李則德,(2002)《國內輕鋼構住宅構法性能評估模式之研究》,成功大學碩士論
C25陳慶主,(2000)《輕鋼構在低層住宅之應用研究》,國立成功大學建築研究所碩士論文
C26 陳宗來,(1998)《台灣地區開放式住宅營建問題與對策之研究》,成功大學碩士論文。
C27 謝明哲,(2002)《冷軋型鋼在國內建築構架與外殼上之應用與發展》,北科技大學碩士論文。
C28 顧宗沛,(2004)《以雙重壁原理探討外牆改修構法》,成功大學碩士論文。
C29 李則德,(2002)《國內輕鋼構住宅構法性能評估模式之研究》,成功大學碩士論。
C30 楊明澤,(2005)《鋁合金材料應用於建築結構體之可行性分析》,台北科技大學碩士論文。
C31 黃國昌,(2004)《輕鋼構系統房屋再生構法研究》,台灣科技大學碩士論文。
C32 鋼結構品質管製作業標準,中華民國鋼結構協會
C34 中華民國國家標準一般結構用輕型鋼CNS6183,經濟部標準檢驗局
C35中華民國國家標準一般結構用銲接H形輕型鋼CNS6185,經濟部標準檢驗局
C36中華民國國家標準熱軋型鋼之形狀、尺度、質量及其許可差,經濟部標準檢驗局

二.日文文獻
J01 鐵骨構造再入門,建築知識 2008.12
J02 鈴木秀三等,建築構造之構法,井上書院
J03 田中淳夫,鐵骨工事的作業流程與監造管理
J04 住宅生產の』70年代-I 內田祥哉、安藤正雄等 建築文化 1981.4.
J05 図解建築構法計畫講義。「もののしくみ」から建築を考える 真鍋恆博 彰國社 1999.8
J06 建築構法計畫資料 大野隆司 市ケ谷出版社 1997.6
J07 建築構法計畫 內田祥哉等 鹿島出版會 1983
J08 建築構法<增訂版> 內田祥哉 市ケ谷出版社 1988
J09 KC型スチルハウスタイプA工事標準仕様書 社団法人鋼材倶楽部 2000.3
J10 スチールハウス構造設計指針 社団法人鋼材倶楽部 2000.3
J11 KC型スチールハウスタイプAスパン表(─般地域用) 社団法人鋼材倶楽部 2000.3
J12 鋼材倶楽部規格 スチールハス用リルねじ 社団法人鋼材倶楽部 2000.3
J13 鋼材倶楽部規格 スチールハス用接合金物 社団法人鋼材倶楽部 2000.3
J14 輕鋼構造設計施工指針.同解說 日本建築學會編 1985
J15 山下仁崇等,軽量鉄骨造住宅の減衰特性に関する実験的研究 2008.7
J16 進藤貴士等,軽量鉄骨住宅の耐震性能に関する実験的研究 2007.7
J17 石本 徳三郎等,軽量鉄骨住宅の耐久性に関する研究 : 材料・施工 1990.9
J18 宮阪 駿一等,軽量鉄骨住宅の夏期における居住性 1958.12




三.西文文獻
E01 Commentary on Standard for Cold-Formed Steel Framing -Prescriptive Method for One
and Two Family Dwellings,AISI STANDARD
E02 Steel Framing Guide ,Steel Framing Alliance
E03 Cold-Formed Steel Framing Facilitates Both Architectural and Acoustic Design 2005
E04 NAHB Model Green Home Building Guidelines Checklist 2005
E05 NAHB Model GREEN Home Building Guidelines 2005
E06 STEEL FRAMED RESIDENTIAL CONSTRUCTION: DEMONSTRATION HOMES 1995.5



論文全文使用權限
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