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SN鋼材

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SN鋼材是當代社會用以建築的結構鋼材規範之一,因為具有特殊的工法要求,提升了鋼鐵的「強度」、「韌性」、「銲接性」,而具有較佳的耐震效果,不同於較早期的SS系列及SM系列鋼材因為沒有規定最高降伏強度或拉力強度,使得建材產生強度可能過高、降伏比的問題,及合金元素規定不足的情形使得不易管制。因此新一代的SN系列材料的規範也就因應而生。SN鋼材目前主要運用在房屋結構、廠房、車站等其他建築物上,因為安全需求高所以在部分先進國家會進行使用SN鋼材的要求限制。[1]

鋼結構工程的演進

鋼結構的歷史,應始於平爐煉鋼法(open-hearth process)發明前數十年,1779年英格蘭塞文河(Severn river)上建造世界首座鑄鐵橋梁。後又採用鐵製作桁架,其中承受拉力的桿件採用鍛鐵。1823 年,發明蒸汽機火車頭的喬治·史蒂芬森(George Stephenson)建造了第一座鑄鐵造之鐵路橋梁。十八世紀金屬結構漸使用於建築物上,1851年在英國倫敦博覽會上建造的水晶宮是以鐵作骨架,十九世紀50年代隨著平爐煉鋼法的問世,鋼結構得以迅速發展,例如1874年美國聖路易斯由J.B.Eads設計之Eads bridge是世界上第一座鋼桁橋,跨徑達152米,橫跨密西西比河。1889年英國福斯灣(Firth of Forth)上之福斯橋(Forth Bridge)採用懸臂式桁架橋梁,其懸臂桁架採用直程3.66 m之鋼管,但由於鋼結構理論之發展不夠完善,因此在二十世紀初建造的鋼結構橋梁偶有失敗,但採用鋼結構建造的建集結構卻少有失敗之例子。

十九世紀末,各種型鋼的生產進展快速,與各種不同寬度厚度的鋼板組合可製任何規格和強度的鋼結構組件。1885年生產的最重之型鋼每英尺還不到100磅,而到二十世紀60年代已超過每英吸700磅之巨型型鋼斷面(板厚在10公分以上)。第二次世界大戰後,摩天大樓由於鋼材之進步與鋼結構理論的發展而迅速蓬勃起來,二十世紀20年代又出現爭向高度發展的趨勢,1931年在紐約建造的102層,381米高的帝國大廈(Empire state building)保持了40 年的最高紀錄,這座大樓在短短的一年零45天內達成,說明鋼結構設計和施工技術均有很大的進步。

第二次世界大戰後,廣泛採用銲接代替螺栓和鉚釘。戰後以來各種鋼材在不同載重下的應力狀況,包括極限強度的研究,有了長足的進展,因而能對鋼結構作更為精確和系統的分析,且可依不同的需要應用不同強度的鋼材,鋼結構已成為工業化國家土木或建築物的主要建材,如日本採用鋼結構或鋼骨鋼筋混凝土結構之建築物佔80%以上,而鋼橋的比例亦佔50%以上,SN鋼材也在追求新技術的時代裡孕育而生。[2]

參考來源

  1. ^ 阪神地震後「SN鋼材」,耐震建築唯一指標,中時電子報2014年09月22日報導
  2. ^ [談「房屋結構用鋼材選用ASTM規格」,陳正平,技師報No.605]