建设工程柱梁质量检测

1、建设工程柱梁质量检测1 质量检测分析规划柱构件于建筑结构中， 因其所位在楼层高度及位置的不同受 力状况将不同， 亦会因建筑物的结构系统或高度不同导致受力行 为有所差异。本研究搜集两栋已于国内兴建完成的建筑结构案 例，分别为 12层楼以及 21 层楼，柱构件皆为填充型箱型钢柱， 使用结构分析软件ETABS依照结构计算书建立此两实际案例的 建筑结构质量检测模型。 为验证此分析模型的正确性， 亦采国内 相关规范检测。2 建筑结构质量检测模型 本研究依循既有的建筑结构案例设计施工结果建立质量检测模型， 同时与该案例的计算书比对总重量、 分析所得的结构周 期、应力比检测结果等， 并将分析模型修正至与计算

2、书内容趋近 一致。3 12 层楼建筑结构案例3.1 案例简介本案例工程为地上12层（总楼高49.95m），屋突二层、地 下4层的办公大楼。结构系统X向及Y向皆采韧性立体抗弯构架 系统，并于111楼各层的Y向设置7处耐震间柱，与梁、柱、 钢构架形成二元系统提升耐震能力。3.2 构件质量检测标准概述建筑结构主要构件类型可分为柱、梁、楼板、墙，以下将对 主要构件简要介绍及描述。柱为填充型箱型钢柱， 依位处楼层填充不同抗压强度的混凝 土， 8楼以上填充的强度为 350kgf/cm ， 8楼(不包含)以下填 充强度为 420kgf/cm 的混凝土；钢材皆为( Fy=3300kgf/cm )。 耐震间柱为

3、 H 型钢柱。大梁及小梁： 2F 以上皆为钢梁， 大梁的钢材采用 CNSSN490B (Fy=3300kgf/cm )，小梁为 ASTMA3(6 Fy=2500kgf/cm )；地面 层室内为SRC梁，室外采RC梁；地下室则皆为 RC梁。楼板：各层楼板均为钢承板与混凝土灌浆的复合楼板， 板厚 17cm,混凝土的强度为280kgf/cm。墙：所有地面层以上的墙均为非结构墙， 其中外墙采帷幕墙， 楼梯间、电梯间以及隔间皆为轻质隔间墙。3.3 结构平面、立面及 3D 模型此案例的标准层X方向七跨，Y方向三跨至四跨；平面为一 稍不规则矩形， 因主要作为办公室使用， 需要较宽敞无遮蔽的空 间，故取消Y向

4、其中一跨的内柱，在此取案例的标准层(3F-12F) 为例，结构立面标准层楼高为 3.9m，楼挑高6.45m，地下室共 4层12.8m，取网格X向-D轴为例。3.4 静载重与活载重质量检测一般建筑物需承受的垂直载重包括静载重及活载重。 静载重 即为结构体本身的重量，包含柱、梁、板、墙等；活载重则作用 于楼板面上，其设计施工值会依设计施工 ?r 建筑物每层楼用途 而不同。建模所用的钢筋混凝土单位体积自重采 2.4tf/m ，钢骨 为 7.85tf/m ，标准检测。3.5 水平地震力静力质量检测分析 水平地震力计算系依照建筑物设计施工耐震规范及解说1 ，利用分析得到结构体的周期后，依照规范进行水平地

5、震力 的竖向分配 2 。4 21 层楼建筑结构案例4.1 案例简介本案例为地下 3层、地上 21层以及屋突 3 层的集合住宅，总高度为66.8m (不含屋突)。整栋建筑采用韧性立体抗弯构架 系统，但于Y方向轴线C、F设置低降伏钢板剪力墙，使其兼具 二元系统的耐震特性。地下室的外墙为70c m的连续壁，可承担上部结构所造成的侧向剪力。4.2 构件概述此案例因楼层高度较高， 并具有特殊的剪力墙构件， 主要构 件类型亦大致分为柱、梁、楼板、墙，以下简要介绍及描述主要 的构件。柱： 2F-21F 为填充型箱型钢柱，其内皆填充抗压强度为 420kgf/cm 的混凝土；钢料为 CNSSN490(BFy=3

6、300kgf/cm )；屋 突层采箱型钢柱；地下层则采用较大断面的钢筋混凝土柱或 SRC 柱。大梁及小梁：大梁的材料采 CNSSN490(B Fy=3300kgf/cm )， 小梁材料则为 ASTMA3(6 Fy=2500kgf/cm )，且从 2F 以上皆为钢 梁；地面层为SRC梁;地下室则皆为 RC梁。楼板：各楼层的楼板皆为钢筋混凝土楼板，厚度介于 15 25cm,其中混凝土的抗压强度随楼层数增高而降低， 从350kgf/cm 逐渐减至 210kgf/cm 。墙：包含电梯间、楼梯间、车道、隔户及外墙均采用钢筋混 凝土墙，内隔间墙则采用轻质隔间墙；钢板剪力墙的钢板采 LYS-100,为低降伏

7、强度制震钢板。4.3 平面、立面及 3D 模型此案例平面为一规则矩形，标准层X方向五跨，Y方向三跨； 于轴线C及F上的中间跨皆设有低降伏钢板剪力墙。因作为住宅使用，柱位较密集，跨度亦较小，并设有许多梯厅以及隔间墙。 在此取案例的标准层(3F-19F)为例，结构立面标准层楼高为 3.2m,屋突层3m;地下室总共3层，地下1楼为4.5m外，其余 皆3.2m，结构立面取网格X向轴为例。4.4 载重质量检测数据此案例的用途为集合住宅,故施工活载重较12F案例的办公大楼低，但因外墙皆为RC墙，且住宅的隔间较多,会导致施工标准静载重较高。4.5 水平地震力静力以及反应谱动力分析建筑物施工2中提及，高于50

8、m的建筑结构于施工时需进 行动力分析，此案例总楼高为 66.8m,故除水平地震力的竖向分配以外，尚须执行动力反应谱分析 3-4 。5 柱梁检测为确保于地震力作用下柱构件不会相较梁构件提前破坏， 建 筑结构模型中所有梁柱接头皆须满足公式（ 1），即为强柱弱梁 标准。普遍而言，会优先对地面层的柱构件顶端接头处进行强柱弱 梁检测，因其所承受的静载重大，轴向力相对高，较容易有检测 不通过的情形。 此外， 一般建筑结构设计施工上考虑到同一柱断 面的连续性问题， 常将柱断面设计施工为随着高度愈高， 每 3 层 或 4 层楼逐渐缩减尺寸， 梁亦会设计施工为配合其楼层一并改变 缩减尺寸， 缩减后因柱构件本身的

9、强度下降， 较有可能无法通过 检测，故其次会选择柱与梁尺寸变化的该层检测。 其余再视建筑 结构本身的情形或平面特殊形状处检测。5.1 侧向位移检测建筑结构于地震力作用之下， 每一楼层与其上、 下相邻楼层 的相对侧向位移除以层高， 即所谓的层间相对位移角， 限制其值 不得超过 0.005 ；此外，计算位移时所施加的设计施工地震力， 若基本震动周期系依结构力学方法计算， 所得的振动周期不必受 小于经验公式 1.4 倍的限制。依照以上规定， 故可不必依法规调整总横力而检测本研究两 案例于自然震动周期下所得的层间相对位移角； 且因角柱位于平 面位置最边缘，侧向变位一般最大，故选择角柱作为检测对象。5.

10、2 应力比检测 应力比的计算方法为钢结构规范中的受压轴力与弯矩互制 方程式，其最后设计施工检测基准为各构件的应力比皆不得大于 1，否则代表其需求超过构件所能提供的设计施工容量；应力比 过低代表设计施工有过度保守的情况， 故应力比值为可充分检测 建筑结构检测结果的标准。 本研究的实际案例皆以填充型箱型钢 柱为主要柱构件，属于SRC勾造，于建构模型时转换断面将的转 换为纯钢构造，主要的梁构件则均为钢梁，模型最后检测。以下将本研究两案例的建筑结构模型依照规范检测所得的 应力比整理并绘制其分布中可清楚了解各层楼的梁、 柱构件应力 比大小分布状况，并对其进行检测。其中，因所采用的模型?槭导式 ?案例，一般皆会设置小梁，然而小梁通常两端为铰接并 仅承受垂直方向的载重， 会与楼板共同承受垂直载重所造成的弯 矩，分析检测上常将其与楼板合成一并检测， 故不将其纳入钢结 构规范的应力比检测中。6 结语建筑结构于使用性状态下， 仅需承受静载重及活载重， 使得 国内建筑结构柱构件的极限强度甚大于使用性状态下所承受的 载重， 造成柱构件的载重比分布范围偏低， 可望具有良好的耐火 性能。除轴向载重，偏