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鋼結構作業守則

鋼結構作業守則-參考文獻

附錄 A1 列出了與本守則配套使用認可的標準及參考文獻的清單。附錄 A2 參考文獻提供了某些方面更詳細的設計指引。附錄 D 包括從一些守則摘錄的要點, 這些指引可令本守則的使用更爲方便。然而,符合的標準和參考文獻的規定比摘錄要點所提供的指引更為重要。

本守則認可的材料有熱軋鋼板和型鋼、冷成型鋼板和型鋼、鍛件、鑄件、螺栓、抗剪栓釘以及焊枝等應符合下列五個國家/地區中任何一套鋼材産品標準。它們是澳洲、中國、日本、美國和英國版的歐洲標準。

爲提供一套統一的標準,材料測試有需要在本港進行,本守則或附錄 A1 中認可的參考文獻對工人的測試和認證,品質保證的程序,例如測試和工序等,作了相應的規定。

有關焊接的程序及其測試,焊工和驗焊人員資格認證的參考資料,均是參考香港現行的建造方法而制定的。附錄 A1.4 中列出了這些參考文獻。

鋼結構作業守則-結構體系設計使用年限

1.1.1    設計使用年限

本守則假定設計使用年限爲 50 年。這對一般的建築物和其他普通的結構來說是合理的。設計文件中應該明確註明設計使用年限。

當要求設計使用年限超過 50 年時,對設計以及材料和施工的品質控制的規定需要特別考慮和規格。

鋼結構作業守則-結構體系經濟性

1.1.1    經濟性

本守則提供的極限狀態承載力是極限值,設計目標是使盡可能多的結構部份同時達到這些極限值,採用能獲得結構最大效率的方案,同時,優化構件的尺寸和細節構造,令材料和工程質量得到最佳的配合,亦可使整體結構的規格達到一致的標準。

鋼結構作業守則-結構體系極限狀態設計

1.1.1    極限狀態設計

極限狀態設計同時考慮單一結構構件和整體結構的強度、穩定性以及正常使用性能。參見 2.2 節。

極限狀態考慮結構整體或部份的安全。極限狀態的例子包括:強度(包括屈服、破裂、壓曲和形成失衡),傾覆、滑動、上舉以及整體側向或扭轉側移壓曲的穩定性、火災引致材料機械特性在高溫下的退化及溫度效應,以及由脆性材料性能或疲勞導致的斷裂。

正常使用極限狀態指某些指標,如超出其限值,不再符合指定正常使用的準則。例如:撓度、由風或人為引致的振動以及耐久性。

鋼結構作業守則-設計責任與假定

1.1.1    設計責任與假定

應由一位具有適當資格和經驗的專業工程師,即負責工程師負責整體概念設計,包括主要垂直和側向荷載的傳力路徑,使荷載通過這些路徑安全地傳至地基,確保結構整體穩定性、堅固性和完整性,以防止不合比例坍塌。另外,亦要確保這些系統相配。

詳細設計應在負責工程師的監督下,由合資格和稱職的工程師完成。

鋼結構作業守則-結構設計的目的

1.1.1    結構設計的目的

結構設計的目的是確保結構滿足以下功能:

  1. 設計荷載作用下抵抗傾覆、滑動、上舉以及整體壓曲的整體穩定性。
    1. 確保在正常荷載和外加變形作用下以及施工過程中抵抗坍塌的強度達到認可的安全水平。
    1. 確保完整性、延性及堅固性達到認可的安全水平,在極端事件引起的非正常荷載作用下,能夠改變傳力途徑,從而避免不合比例坍塌。
    1. 耐火性。
    1. 在所有正常荷載和外加變形作用下的正常使用性能。
    1. 耐久性。
    1. 在設計使用年限內的可維修性。
    1. 可建性。
    1. 經濟性:結構應該在經濟的情況下達到上述的功能目標。

鋼結構作業守則-範圍

1.1       範圍

本鋼結構作業守則(極限狀態設計法),以下簡稱守則,對鋼結構建築物以及其他標準未明確包括的相關結構提供設計建議。

本守則不涵蓋特別類型的鋼結構的所有項目(如鐵路和道路橋樑、行人通道、核電站或壓力容器),也不涵蓋採用纖維組合材料的結構。

本守則不適用於橋樑的設計,而在香港的橋樑通常根據道路和鐵路結構設計手冊及相關標準進行設計。不過,本守則適用於連接建築物的行人天橋的設計的同時,亦需要參照道路和鐵路結構設計手冊以及其他認可參考資料。

第 1 章包括基本規定及本守則的範圍。

第 2 章闡述了本守則所採用的極限狀態設計方法的原理。

第 3 章內容涵蓋熱軋型鋼、扁鋼、板、熱處理和冷成型的空心管,以及冷成型的開口截面和壓型鋼板的使用。這些材料均應符合國際認可的鋼材産品標準, 包括澳洲、中國、日本、美國和英國版的歐洲標準(即附有英國應用說明的歐洲標準)。附錄 A1 列出了這些標準。除了包括常用的屈服強度在 190 N/mm2 至460 N/mm2 的鋼材外,本章對屈服強度在 460 N/mm2 至 690 N/mm2 的高強鋼材和強度設計值低於 170 N/mm2 的無合格證書鋼材的使用也提供設計建議。本守則不涵蓋及屈服強度高於 690 N/mm2 的鋼材的使用。

當其他結構材料與結構鋼一起使用時,這些材料應合乎香港或其他等效標準的規定。這些材料包括(但不局限於):混凝土、水泥沙漿、鋼筋、不銹鋼和鋁材。

第 4 章提供正常荷載情況和極端荷載情況下的荷載分項系數的設計建議值。

第 5 章內容包括對撓度控制和結構動力特性(包括高層建築在風引致的振動下的正常使用準則)提供了特別規定和設計指引。本章也包括耐久性的規定以及抗腐蝕的防護措施。

第 6 章提供了二階整體分析方法的應用建議。

第 7、8、9 章內容包括屈服強度不超過 460 N/mm2 的熱軋型鋼、扁鋼、鋼板、熱成型和冷成型空心管的設計建議,以及容許在限制下採用屈服強度在 460 N/mm2 至 690 N/mm2 之間的鋼材。對於設計強度超過 460 N/mm2 或熱軋無縫空心截面,新添加了一條柱子穩定曲線 a0

第 10 章闡述了鋼材與混凝土組合構件的設計,其中混凝土立方塊強度設計

值不超過 60 N/mm2,同時鋼材屈服強度設計值不超過 460 N/mm2。本章不適用於輕混凝土。

第 11 章對使用屈服強度設計值不超過 550 N/mm2 冷成型薄壁鋼的使用提供了簡化的設計方法。冷彎空心截面和鋼板樁的使用併入了這個章節。

第 12 章對鋼材屈服強度不超過 460 N/mm2 的結構防火工程提出了設計建議。

第 13 章對多種類型的結構提出了效能為本的設計建議,包括:高層建築、傳輸塔、柱桿和煙囪、玻璃支撐結構、施工期間的臨時結構、大跨度結構以及行人天橋。本章還包括吊機荷載和鋼結構維修的指引。

第 14、15 章是有關鋼結構裝配與安裝的詳細指引。

第 16 章提供的荷載測試程序,僅適用於本守則涵蓋範圍內的鋼結構。

第 17 章對現有鋼結構的安全評估及改建提供了設計建議。

附錄 A 列出了建築事務監督認可與本守則配套使用的標準和參考文獻。在採用其他標準或其他參考文獻的資料時,須證明能夠達到與附錄 A 中所列認可標準具有同等效效能。

附錄 B 提供了一個用於評定荷載測試結果,以便計算相對強度系數的方法。附錄 C 包括了典型焊接符號的圖則。

附錄 D 提供確定鋼材強度等級的測試方法,以及鋼材和螺栓産品規格的基本規定。

鋼結構作業守則-前言

香港鋼結構的設計守則與規例源自英國的 London Byelaws 和後來的 BS449。在 1987 年, 香港出版了基於容許應力設計法的鋼結構作業守則。香港特別行政區政府正在推動香港成爲一個由技術引領的知識型經濟體,基於此,香港屋宇署委聘其指定的專家研究組對香港和海外的鋼結構設計方法進行檢討,並編寫了一本基於極限狀態設計法的鋼結構作業守則。

這項研究由來自香港理工大學和香港奧雅納工程顧問(香港)有限公司的聯合研究組進行。

2005鋼結構作業守則據研究的結果而編寫,旨在鼓勵鋼結構的應用,達到服務持份者、改善環境和造福社會的目的,也提高鋼結構在鄰近區域內能得到更爲廣泛應用的可能性。

在編寫 2005 鋼結構作業守則的過程中,研究組廣泛參考了國際上的鋼結構規範。2005 鋼結構作業守則對以下方面提供指引:高層建築,組合結構,大跨結構,結構穩定性,施工過程中的臨時結構,各種鋼材等級,效能為本的設計,以及結構振動問題。

在材料的使用方面,本作業守則採納國際認可的等效標準,不在這些標準涵蓋範圍內的材料,需提交用以驗證該材料符合標準的方法。

2005 鋼結構作業守則的範圍涵蓋材料和製作、裝配及安裝的工作質量。

在 2008 年屋宇署專責成立了一個技術委員會聽取及收集建築行業對 2005 鋼結構作業守則的建議並改進規範。

現名為 2011 鋼結構作業守則的規範是技術委員會通過近 3 年來的不斷修改和引進最先進的鋼結構設計理論和建造技術而制定的。它不僅對一般建築如何能滿足本作業守則進行了全面指導,而且為工程師以及建築行業的執業者提供了最新的參考。