幾個鋼構常見的規範名稱使用問題

我們在設計或施工時,無法針對每一個細項做書面完整與妥善的規定,所以相關機構或學術單位會有整理完整的規範以供引用。但由於相關的規範眾多,為了應付不同的需求亦常有增加、更新或修改、取消的情形。引用時就要多加注意或說明清楚,以確保不會誤用、誤解或導致爭議的情形。以下是幾個常見規範引用的建議。

基礎螺栓ASTM A307改為ASTM F1554

事實上基礎螺栓較適用的規定為ASTM F1554。以名稱來說A307[1]為Standard Specification for Carbon Steel Bolt, Studs, and Threaded Rod 60,000 psi Tensile Strength,F1554[2]名稱為Standard Specification for Anchor Bolts, Steel 36, 55 and 105 Ksi Yield Strength。(使用墊圈時ASTM的適用規定為F436)請注意F1554才是針對基礎螺栓的規範。A307事實上對基礎螺栓而言並沒有F1554詳盡,或者說A307 僅提到螺桿而已。所以為了規範的完整避免困擾,基礎螺栓的規範建議以採用ASTM F1554較佳。

斷尾螺栓ASTM A325改為ASTM F1852

ASTM A325「Standard Specification for Structural Bolts, Steel, Heat Treated, 120/105 ksi Minimum Tensile Strength」,一般是以迴轉螺帽法鎖緊的並非斷尾螺栓。ASTM 對於斷尾螺栓規範的編號應為F1852[3], 「Standard Specification for "Twist Off" Type Tension Control Structural Bolt/Nut/Washer Assemblies, Steel, Heat Treated, 120/105 ksi Minimum Tensile Strength」 (墊圈為F436,螺帽規範為A563)。所以設計使用斷尾螺栓時,就不應是A325螺栓。相似的更高強度的A490螺栓,使用斷尾機制時相應的規範應為F2280[4]。

JIS無S10T的高拉力螺栓

F10T是六角頭的日規螺栓,螺栓規範編號是JIS B1186[5](相當於CNS 12209 「控制扭矩之高強度螺栓、六角螺帽及平墊圈組」),S10T則是圓頭螺栓是JSS II-09[6]的螺栓編號(不是JASS)。所以日本規格的高拉力螺栓規範應為JIS F10T以及JSS II S10T。螺帽是F10(或F8搭配F8T),墊圈是F35。

鋼鈑應ASTM A435夾層檢測合格

大家都知道,鋼鈑品質的重要檢查項目是鋼板夾層檢測。縱使物理試驗、化學成份均符合規範要求,也可能因製程控制的因素導致夾層。鋼板愈厚愈容易造成夾層。夾層很容易造成接頭處鋼板受到厚度方向應力而撕裂,如銲接收縮及彎矩應力等[7]。但是鋼鈑夾層檢測有三種國家的規範:美國ASTM A435[8]、日本JIS G0901[9]以及CNS 12845[10]。到底是用何種規範,必須要說明清楚,因為三種規範寬嚴的程度差距很大,也影響鋼板的價格。其中 ASTM A435大概是鋼鈑夾層檢測採用最久與最多的,這與國內大都使用美規的設計方法應有一定的關係。也由於早期ASTM A572 Gr50等材質的大量使用,一般也都習慣ASTM的檢驗規定。但從CNS開始引進耐震性較佳的建築結構用鋼-CNS 13812鋼板時[11],建築界也注意到CNS13812 SN鋼鈑在C系列,也就是柱子使用的鋼鈑在夾層檢測的規定是一定要使用CNS 12845的規定,也等於是說CNS規範在鋼鈑夾層檢測上,一定有不一樣的地方。實務上CNS12845比較起ASTM A435來說,的確嚴格許多。另外雖然CNS13812鋼板主要參照日本的規範規定,但鋼板夾層檢測是另外制定的CNS12845而非完全採用JIS G0901的方式。(一般認為JIS G0901較CNS12845稍微嚴格;相關比較將另文說明),但在SN 鋼板B系列鋼板CNS 13812則規定以買賣雙方協議定之。也就是是否要用CNS12845來檢測是由買賣雙方自行協議(這規定與CNS 560[12]規定鋼筋是否為水淬鋼筋「除非買方指定,否則由賣方決定」有些類似)。但一般均由買方提出需求(但賣方提出價格)。可是大家都知道購買鋼鈑的人一般均為鋼構廠,業主不太可能自行買鋼鈑給鋼構廠加工,僅提出對材料的規範而已。而規範一般均依照設計圖說的規定。但若設計圖說未加以清楚說明,使用何種規範作檢測,就有模糊的空間了。所以常見到CNS的鋼鈑夾層檢測報告或鋼板材證是用ASTM規範去作的。所以如果設計者不加以清楚規定,是會有差別的。但是是否一定需要採用品質更好的鋼鈑,應由設計者根據不同的需求去作考慮,並非本文的範圍了。

參考文獻:

1. ASTM A307-03 Standard Specification for Structural Bolts, Steel, Heat Treated, 120/105 ksi Minimum Tensile Strength.
2. ASTM F1554-07ae1 Standard Specification for Anchor Bolts, Steel 36, 55 and 105 Ksi Yield Strength.
3. ASTM F1852「Standard Specification for "Twist Off" Type Tension Control Structural Bolt/Nut/Washer Assemblies, Steel, Heat Treated, 120/105 ksi Minimum Tensile Strength」.
4. ASTM F2280 - 12 Standard Specification for "Twist Off" Type Tension Control Structural Bolt/Nut/Washer Assemblies, Steel, Heat Treated, 150 ksi Minimum Tensile Strength.
5. JIS B1186摩擦接合用高力六角ボルト・六角ナット・平座金のセット。
6. JSS II 09「構造用トルシア形高力ボルト・六角ナット・平座金のセット」。
7. 「超高層鋼結構大樓施工」劉澤山。
8. ASTM A435- 90(2012). Standard Specification for Straight-Beam Ultrasonic Examination of Steel Plates .
9. JIS G0901 建築用鋼板及び平鋼の超音波探傷試験による等級分類及び判定基準。
10.CNS 12845 結構用鋼板超音波直束檢測法,87年。
11.CNS 13812 建築結構用軋鋼料。
12.CNS 560鋼筋混凝土用鋼筋,94年。

 

照片1:符合ASTM A435鋼鈑以CNS12845

檢驗不合格之檢測情形(40mm)

 

照片2:鋼鈑以CNS12845檢驗不合格

之檢測情形(36mm)

 

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