内政部委托办理营造业工地主任220小时职能训练课程讲...

2019/9/111「內政部委託辦理營造業工地主任220小時職能訓練課程講習計畫」職能訓練課程教材課程內容：工程材料檢測及判識(鋼結構-1)委託單位：內政部授課講師：詹碩仁中華民國九十七年2019/9/112工程材料檢測及判識(鋼結構)Material-鋼鐵材料的組成特性會影響到鋼結構的特性Machine-鋼結構是需要精密機械來準確加工Man-加工人員的素質與程度是重要的影響因素Money-鋼鐵材料生產費用隨國際油價，礦砂激漲，成本負擔也愈形沉重Methodology-吊裝、電銲技術之方法程序及進度安排，每一環節都會對鋼結構品質產生嚴重影響。2019/9/113工程材料檢測及判識(鋼結構)課程綱要概論鋼結構材料之加工鋼結構工地安裝鋼結構之焊接鋼結構之防蝕及防火處理鋼結構材料之品質檢驗鋼結構材料檢測及判試2019/9/114鋼結構概論鋼鐵材料簡介鋼鐵材料組成成份和微結構力學特性腐蝕和腐蝕特性結構鋼之種類和特性2019/9/115鋼結構概論鋼鐵材料簡介鋼鐵材料依需求可製造成不同品質與形態之鋼材。大部分結構鋼材斷面係經由連續輾軋製造而成，輾軋後鋼材之力學特性，除受到化學組成成份之影響外，將受到開始輾軋溫度、材料變形（應變）程度、和冷卻速率之影響，熱處理也會轉變鋼材的性質。2019/9/116鋼結構概論鋼鐵材料組成成份和微結構鋼鐵組成成份：1.鋼鐵材料化學組成主要係為鐵和碳之合金，但為了符合不同特性之需求，可加入一些其他合金元素而製造成不同種類之合金鋼材。2.鋼鐵之最大含碳量為2%，一般結構鋼之含碳量小於0.3%，依其化學組成而一般分成碳鋼和低合金鋼。3.碳量增加，強度增加，但韌性及延展性降低。2019/9/117鋼結構概論鋼鐵材料組成成份和微結構顯微結構：鑄鐵和合金之顯微結構由組成相態和/或晶粒之幾何排列、體積、結晶大小和形態所組成，可利用顯微鏡之觀察而間接判斷材料力學性質。2019/9/118鋼結構概論力學特性設計結構鋼構件主要考慮為鋼材型式、使用環境狀況（例如抵抗大氣腐蝕）、鋼之等級、強度或組合型式。鋼材由於製造過程(軋製循環之程度、熱處理之冷卻速率等）、機械或熱處理而形成不同之化學組成（鍛造和固化過程造成元素集中或分離），以致於兩者之內部和界面特性不同，造成品質變異，這是經結構鋼使用者和製造者所公認之變異性，設計時必須加以考慮。2019/9/119鋼結構概論力學特性應力-應變行為1.彈性變形─曲線開始第一區域(OA)為線彈性行為（亦即應力和應變之關係為線性；當應力解除後，應變將回復至原來位置）2.降伏強度（開始降伏、塑性或永久變形之應力），而降伏強度為工程設計時之最大依據，依其強度決定一般設計之容許或有效強度。2019/9/1110鋼結構概論力學特性應力-應變行為3.低碳或中碳鋼通常會有兩個降伏點，當應力超過降伏點後，則持續又一次地升高和下降，其中以第一個開始下降點（上降伏點）作為降伏強度。2019/9/1111鋼結構概論力學特性應力-應變行為4.均勻塑性變形─AB區域之試樣，產生永久變形且斷面均勻減少產生大量之塑性變形。應力之增加使試樣深一層降伏或變形，此過程稱為「應變硬化」。5.局部塑性變形（頸縮）─DE區，當最大載重發生後，材料較弱之部分則產生伸長變形和斷面減少之現象，導致塑性不穩定；此現象係集中於試樣局部斷面，稱認「頸縮」(necking)，最後試樣生破裂或破壞。2019/9/1112鋼結構概論力學特性破裂韌性破裂韌性係為材料突然承受應力（衝擊狀況），在破裂前產生塑性變形所能吸收之能量，工程設計上並不完全考慮韌性，但它對於必須承受載重和/或環境狀況，而導致脆性破裂之結構鋼斷面而言，則相當重要。鋼材承受衝擊載重而抵抗脆性破裂時，必須吸收相當多之能量，會造成應力集中。2019/9/1113鋼結構概論力學特性可銲性鋼結構常使用銲接以接合鋼材斷面或鈑塊方法，以熔銲最佳也最普遍，其方法係將被銲接金屬接合處加熱至再結晶或熔合溫度，再使用或不使用壓力，將金屬填入而使結合處凝固成為一體銲接對金屬材料附近所造成之區域稱之熱影響區（HAZ），此區域之顯微結構將有所改變，而且力學特性變差，其改變係依據：(l）兩金屬之組成成份，(2）原來或可能發生之狀況，(3）銲接後之冷卻速率而定。當鋼之含碳量和合金含量增加時，可銲性將隨之降低。2019/9/1114鋼結構概論腐蝕和腐蝕特性腐蝕機理腐蝕係金屬受到環境作用產生化學或電化學反應，而造成有害侵蝕或退化之現象。氧化後所形成之含鐵氫氧化合物（Fe2O3、H2O）即為鐵銹。2019/9/1115鋼結構概論腐蝕和腐蝕特性腐蝕型式(1)一般腐蝕：一般腐蝕或鐵銹是鋼腐蝕最常見之型式，通常在腐蝕表面形成無數微細腐蝕組織之均勻腐蝕過程，氧通常為氧化劑，而來自於雨水、凝結水或濕氣之水份，則有效地幫助其產生反應；原來已存在之腐蝕產物（鐵銹）並無法阻礙鐵銹繼續產生，但是腐蝕將滲入鋼表面之下而鐵銹繼續循環產生。(2)坑洞腐蝕：為一種非均勻之局部腐蝕，係由於坑洞之瑕疵所造成；暴露於沿海地帶結構物之含氯化物腐蝕即為此種型式2019/9/1116鋼結構概論腐蝕和腐蝕特性腐蝕型式(3)流電腐蝕：當被接合或雙極電力之兩種不同電位金屬存在於濕氣或水溶液中，即形成陽極-陰極，鋼和銅接觸為最常見之例子。(4)應力腐蝕：在應力作用下，腐蝕過程相當快，當其形成局部腐蝕時，將導致材料脆性破裂；混凝土中之預力鋼鍵即為此腐蝕型式。(5)裂隙腐蝕：當濕氣和污染存在於裂隙中，則造成腐蝕加速。2019/9/1117鋼結構概論腐蝕和腐蝕特性腐蝕控制(1)塗膜保護：使用塗料將鋼和大氣層隔絕，而達到防止腐蝕之方法。(2)電鍍保護：將鐵和鋼浸泡於鋅電鍍液中，熱電鍍使鋅附著於鐵和鋼之表面而形成保護膜；而金屬處理則是利用噴槍將鋅噴灑於鋼表面而達到保護效果。使用鋅做為保護塗膜之原因為：1.鋅氧化薄膜將形成有效之障壁，阻擋鋼和大氣層接觸。2.鋅腐蝕之速率較鐵或鋼快。3.鋅做為犧性材料而保護鐵（因為在大氣溫度下，鋅比較容易氧化，相較之下鐵為陰極而鋅則為陽極）。2019/9/1118鋼結構概論腐蝕和腐蝕特性腐蝕控制(3)陰極保護：此方法通常使用於深入地面以下或水中之結構物，並和塗膜保護膜法合併使用。由於腐蝕之發生，必須在陽極和陰極間有流動之電子流，因此可控制電流方向和大小以降低或消除腐蝕反應；在原來陽極鋼之表面給予相反方向電流，使其成為陰極而無腐蝕反應作用。(4)抗腐蝕鋼：利用合金元素添加於鋼材內，使其形成氧化保護膜，而延長鋼材暴露於大氣環境（風化作用）之使用壽命，對於抵抗大氣腐蝕之效益而言，含銅之合金鋼為純碳鋼之4~8倍；因此可添加銅、磷、鉻、鎳和矽於碳鋼中，以達到抗腐蝕之性能。2019/9/1119鋼結構概論結構鋼之種類和特性一般結構用鋼:在台灣最常用之結構鋼料(StructureSteel,SS)為中國國家標準之CNSSS400及CNSSS490等，其抗拉強度分別為400N/mm2(MPa)以上及490N/mm2(MPa)之以上，降伏強度則分別為235N/mm2(MPa)及275N/mm2(MPa)以上與日本工業標準之JISSS400及SS490相同。此種SS級材質之鋼材化學成分均限制磷、硫之含量，但不限制碳、錳含量，適合於栓接用之鋼結構。2019/9/1120鋼結構概論結構鋼之種類和特性銲接結構用鋼：銲接結構用鋼屬造船專用(SteelMarine,SM)之銲接鋼料，其標準為中國國家標準之CNSSM400及CNSSM490等，其抗拉強度亦分別為400N/mm2(MPa)以上及490N/mm2(MPa)以上，降伏強度則分別為235N/mm2(MPa)及275N/mm2(MPa)以上與日本工業標準之JISSM400及SM490相同。如標示符號為SM490A則代表材料韌性A級；而標示符號為SM490YA者代表高降伏強度材料且韌性屬於A級。此種SM級材質之鋼料化學成分限制碳、矽、錳、磷、硫等之含量，適合電銲接合。美國材料試驗協會之ASTMA36及A572等鋼種，亦屬於適合電銲接合之材質。高層建築物鋼梁或斜撐使用ASTMA36的材質，而鋼柱常用ASTMA572材質。2019/9/1121鋼結構概論結構鋼之種類和特性建築結構用鋼：鋼料之降伏強度以往僅規定最低值，而部份煉鋼廠所生產的鋼料，為了達到此一標準，其降伏強度都有偏高的現象，造成了降伏強度與抗拉強度過於接近，以致降低了材料的韌性。高層建築之鋼結構其韌性要求比較嚴格，使用韌性鋼料是一大趨勢，所謂的SN(SteelNew）材質即是，如SN400A、SN490B等，其抗拉強度雖亦分別為400N/mm2及490N/mm2以上，但是其降伏強度最高值限制不得高於抗拉強度的80%。2019/9/1122鋼結構概論結構鋼之種類和特性銲接用材料：銲接用之材料有人工電銲之銲條、二氣化碳（CO2）助熔電銲之銲線、包藥電銲之銲線及潛弧電銲之銲線等四種。傳統式人工電銲之銲條呈棒狀，中心為鋼條，外側包覆砂質之助熔劑，助熔劑的功能係用來保溫以促成銲條及鋼料之間的緊密熔合。二氣化碳助熔銲接法之銲線比較細，直徑約0.9mm至2.4mm，呈盤捲狀，每捲銲線的重量約為15至25kg。包藥銲線亦為盤捲狀，其助熔劑係包裹在管狀的銲線中心，故稱為「包藥銲」。此種銲線之材質比較特殊，成本亦比較高。潛弧式電銲之銲線亦呈盤捲狀，銲線之直種約2.4mm至6.4mm，因為銲線之直徑比較大，故適合電銲量比較多之場合。電銲時，採用散狀或粉狀之銲劑作為助熔劑，銲線之熔解均潛躲在銲劑下面進行，銲接時看不到電銲火花，亦名「沉弧式電銲」。2019/9/1123「內政部委託辦理營造業工地主任220小時職能訓練課程講習計畫」職能訓練課程教材課程內容：工程材料檢測及判識(鋼結構-2)委託單位：內政部授課講師：詹碩仁中華民國九十七年2019/9/1124工程材料檢測及判識(鋼結構)課程綱要概論鋼結構材料之加工鋼結構工地安裝鋼結構之焊接鋼結構之防蝕及防火處理鋼結構材料之品質檢驗鋼結構材料檢測及判試蝕即為此種型式2019/9/1125鋼結構材料之加工製造流程放樣作業下料切割開孔組合電銲螺栓接合試安裝2019/9/1126鋼結構材料之加工製造流程:鋼結構之製造項目包括鋼板切割、鑽孔、組裝、電銲及塗裝等2019/9/1127工廠製造計畫書業主代表審核材質確認工廠購料切割鑽孔組裝電銲非破壞性試驗檢查尺寸及外觀檢查噴砂及油漆製造圖銲工資格銲接程序材質證明取樣試驗確認次序確認次序2019/9/1128鋼結構材料之加工放樣作業施工廠商於完成施工圖後，須進行放樣或展冊檢查，確實核對施工圖之所有細節，以防止工廠誤製或吊裝錯誤。放樣檢查方式為原圖檢查及展開圖查核，必要時並準備製造用「樣鈑」供工廠下料或鑽孔之用。為確保鋼結構之施工品質，放樣檢查之工作甚為重要，務必詳實。可以利用電腦軟體核對檢查，提升製造圖的品質。2019/9/1129鋼結構材料之加工下料切割落樣:落樣為在鋼鐵材料表面繪製記號以供製造，一般鋼結構的加工精度均以mm量度，精度標準非常細膩，放樣工作直接影響加工之品質，故放樣作業務必須十分嚴謹。2019/9/1130鋼結構材料之加工下料切割冷作:鋼鈑、型鋼等原材料之切割、開孔、組合及點銲等工作皆屬冷作，目前鋼鐵材料的切割或開孔工作採用數據控制自動作業，精度甚高。將切割與開孔完成之鋼料零件依照施工圖組合為鋼構件，並加以點銲即為組合工作。2019/9/1131鋼結構材料之加工下料切割瓦斯切割:瓦斯切割的工作效率最高，工廠內可採用大量輕便型的瓦斯切割機器作業，除了可以大量生產以外尚可節省許多作業空間，圖2-4為瓦斯切割方式。但由於瓦斯切割係利用高溫氣體搭配機器的移動將鋼料切斷，故切割表面常有不同程度的粗糙面，。2019/9/1132鋼結構材料之加工下料切割開槽角度粗糙度切割凹痕切割面垂直度開槽面根部熔渣2019/9/1133鋼結構材料之加工