隨著經濟的發展需求,鋼結構也趨於多樣化與活潑化。鋼管使用防鏽、防火漆後,可以直接作為外觀的一部分(如照片)。但是當鋼管的角色,由以往的配角變為主角時,我們對鋼管材料的控管,例如取樣規定或試驗項目,就顯得更加重要。
鋼管材料依規範,分成圓管與方管兩種;分別是CNS4435圓鋼管的STK400、STK490與方鋼管CNS
7141的STKR400與STKR490。依其編號,強度有400與490(N/mm2)兩種等級,其機械性質如表1。首先大家會注意到CNS4435的STK490鋼管的降伏強度是315 N/mm2,比SM、SN鋼板或STKR方鋼管的325 N/mm2都來的低一點點,所以設計上可能要注意、或是在材料的規定上加以要求提高(Modify)。第二、由化學成分上(表2),強度400 N/mm2的鋼管,與SS400鋼鈑類似,其化學成分要求中,並未規定矽、錳等成分的百分比,所以也無法計算碳當量。因此與SS400鋼鈑相同,不宜作為銲接結構用途﹝3﹞。
在取樣方面,鋼管的取樣數量,計算上是依照鋼管直徑(長邊)及長度作取樣的基準,而非依照重量,取樣頻率如表3及表4。試驗方式主要以拉伸試驗為主,方鋼管需有伸長率,圓鋼管則須作壓扁試驗。根據CNS
4435規定,圓鋼管若為無縫鋼管、電阻銲接或對接銲接鋼管,應做壓扁性試驗。但若為直徑50mm以下鋼管,買方亦可指定以彎曲性試驗代替。所謂壓扁性試驗,是將鋼管置於兩平鈑間,把鋼管接縫位置調整在中心位置,然後加壓至平鈑間距離為鋼管直徑之三分之二,觀察接縫情況無異狀為合格。其他如外觀、尺度公差等,限於篇幅,請大家直接參考CNS的規定。
材料的檢驗,是施工前最重要的一個步驟,以現今鋼管的使用日趨頻繁的情形下,按照規定取樣與試驗,非常的重要,爰介紹CNS的規定給大家做施作時參考。
參考資料
1.「一般結構用碳鋼鋼管」CNS 4435,103年。
2.「一般結構用正方形及矩形碳鋼鋼管」CNS 7141,103年。
3.「鋼構造建築物鋼結構施工規範」內政部,96年。
表1 鋼管之機械性質〔1〕〔2〕
種類 |
抗拉強度 |
降伏強度 |
銲接部位抗拉強度 |
伸長率 |
壓扁性 |
彎曲性 |
||
平鈑間距離(H) |
彎曲角度 |
內側半徑 |
||||||
適用外徑 |
||||||||
所有尺寸 |
所有尺寸 |
所有尺寸 |
所有尺寸 |
所有尺寸 |
50mm以下 |
|||
STK400 |
400以上 |
235以上 |
400以上 |
- |
2/3D |
900 |
6D |
|
STK490 |
490以上 |
315以上 |
490以上 |
- |
2/3D |
900 |
6D |
|
STKR400 |
400以上 |
235以上 |
- |
23 |
- |
銲接部位彎曲性 |
||
STKR490 |
490以上 |
325以上 |
- |
23 |
- |
表2 鋼管的化學成分〔1〕〔2〕
種類符號 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
B |
STK400 |
0.25以下 |
— |
— |
0.04以下 |
0.04以下 |
0.0008以下 |
STK490 |
0.18以下 |
0.55以下 |
1.65以下 |
0.035以下 |
0.035以下 |
0.0008以下 |
STKR400 |
0.25以下 |
— |
— |
0.04以下 |
0.04以下 |
0.0008以下 |
STKR490 |
0.18以下 |
0.55以下 |
1.5以下 |
0.04以下 |
0.04以下 |
0.0008以下 |
表3 CNS4435鋼管試樣採取方法及試片數量〔1〕
外徑區分 |
採取方法 |
試片數量 |
65mm以下 |
同一種類,同一尺度及同時熱處理之鋼管, 每10000m及其餘數各取一支 |
拉伸試驗:1個 壓扁試驗:1個 彎曲試驗:1個 |
超過65mm |
同一種類,同一尺度及同時熱處理之鋼管, 每5000m及其餘數各取一支 |
|
超過100mm |
同一種類,同一尺度及同時熱處理之鋼管, 每2500m及其餘數各取一支 |
|
超過200mm |
同一種類,同一尺度及同時熱處理之鋼管, 每1250m及其餘數各取一支 |
|
超過350mm |
1.自鋼管取樣時 |
|
2.自鋼片、鋼鈑或鋼帶取樣時 |
表4 CNS7141方鋼管試樣採取方法及試片數量〔2〕
長邊之長度 |
試樣採取方法及試片數量 |
100mm以下 |
同一種類,同一外徑及厚度者,每5000m及其餘數各取樣1支 |
超過100mm |
同一種類,同一外徑及厚度者,每2500m及其餘數各取樣1支 |
超過200mm |
同一種類,同一外徑及厚度者,每1250m及其餘數各取樣1支 |
興建中複雜的大型鋼管結構
【本文稿經由台灣省土木技師公會技師報同意轉載;未經允許請勿任意轉載】
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