後拉预力技术在现代台湾建筑的应用.doc

後拉預力技術在現代臺灣建築的應用 ? 摘要 隨著人類生活的提升，營建技術日新月異。今日的業主日益講究建築材料精緻化，也常需要更大跨度的活潑空間。在有些高科技工業廠房，則會有大載重的需求。近代建築的舞台上，藉著後拉預力技術的發展與參與，提供了建築更多樣化的造型。尤其是大跨度的室內空間，後拉預力技術提供了一個安全、經濟的結構系統。本文將以實際的案例，介紹後拉預力技術在現代台灣建築的應用。 關鍵詞：後拉預力、先拉預力、預鑄 一、前言 近半世紀以來，預力結構系統已廣泛應用在各類的構造物，包括橋樑、發電廠、住宅、辦公大樓及廠房。國內橋樑採用預力技術已頗為普遍，包括預鑄節塊工法、整跨預鑄工法、及懸臂工法，都是採用預力混凝土結構。至於造型特殊的斜張橋或脊背橋 （extra dosed bridge 或翻譯為半斜張橋），則採用了外置預力（external PT）系統。 台灣的建築近年來也有越來越多成功案例，開始採用後拉預力技術。克服建築大跨度空間的需求，同時符合業主的預算限制。 以造價來評估，住宅或辦公大樓的梁版跨度如果小於八公尺，採用鋼筋混凝土構造（RC）即可。建築的跨度八公尺以上到十四公尺，或大載重的廠房，可以考慮採用RC、鋼結構、或將預力技術應用到RC結構。 比較建造成本，鋼結構最貴，RC在梁跨度超過十四公尺時有技術上的困難，結構尺寸巨大，且張力裂縫常會超過規範的限制。此時將後拉預力技術應用在混凝土結構，可以縮小結構斷面，並減少混凝土的張力開裂。對業主與設計人而言，可說是一個兩全其美的方案 本文以礁溪老爺大酒店、長榮國際企業總部大樓、台南科學園區瀚宇彩晶廠新建工程為例，介紹後拉預力混凝土建築結構技術，提供建築結構規劃時，鋼結構與RC以外，另一個安全、經濟的結構系統。 二、礁溪老爺大酒店預力工程 位於宜蘭縣知名風景區的礁溪，甫於2005年剛開幕的礁溪老爺大酒店，樓高六樓。其典雅的外觀與氣派的大廳，令旅客印象深刻。 五星級飯店講究大廳空間氣派寬敞，塑造高貴大方的形象，同時吸引更多商機。一樓大廳挑高五點五公尺，跨度約十四點九公尺。大廳內沒有柱子妨礙視線與動線，空間規劃使用更為靈活。 ? 考慮到鋼結構造價昂貴。以結構系統的觀點來嚴謹地評估，鋼結構其實也未必就比較耐震，本案一開始就朝向鋼筋混凝土結構系統規劃。為了增加貳樓的混凝土梁與樓板跨度，並節省鋼筋混凝土材料，本工程的梁採用後拉式預力系統。此可幫助減輕建築自重，同時也減輕了地震力。 本案較特別的是，二樓的牆採用後拉式預力，以平衡其上三到五樓的牆所承擔的荷重。由此可以看出結構設計者的用心與功力。其規劃配置如下: ??? 圖1礁溪老爺酒店後拉預力規劃配置 本案所採用的預力鋼絞線符合ASTM A416 GR. 270規格，直徑12.7mm，低鬆弛預力鋼絞線。後拉預力端錨採用VSL EC 5-7s及5-12s，此端錨同時使用於施力端（stressing end）及固定端（fix end）。套管採用鍍鋅波紋套管，外徑有50mm及70mm兩種。 後拉預力的作業細節於施工前先詳細規劃。包括施拉順序、千斤頂施拉值、鋼絞線伸長量及預力損失均先妥為計算。預力工程所使用之機具包括千斤頂、油壓幫浦及灌漿機等。 施工前先畫妥施工圖。依據施工圖規劃的預力鋼鍵垂直及水平位置，在模板上作記號，排設套管。為確保現場安裝的預力鋼鍵吻合設計線型，適當水平及垂直間距提供固定鋼筋，給予套管及鋼鍵適當的支撐。套管放置於固定鋼筋上，並用鐵絲綁緊，避免灌漿時因振動而造成移位。 千斤頂在進行施拉作業前須作校正，且每隔六個月須重新校正一次。預力施拉時，依施工圖指定之施拉順序，進行鋼鍵之施拉。施拉報告完成後，經由專業的預力工程師檢查無誤，提送監造單位審核。在報告核准後，才進行切線。 　? 　　　　圖2 預力施拉 　　　　　　　　　　　　圖3 預力施拉完成切線? 三、長榮國際企業總部大樓 長榮國際企業總部新建工程，位於桃園。為地上十層，地下兩層之鋼筋混凝土結構。在建築設計階段，業主要求大範圍無內柱空間，需要約19公尺*24公尺的大跨度無柱空間，以符合其260人座位的演講廳、主管辦公室、及員工會議、辦公空間等靈活需求。使其室內空間在運用上更具彈性。兼顧業主空間要求及預算限制，經過業主、建築師、顧問公司及營造廠充分討論與評估，最後決定採用預力混凝土梁解決此大跨度（19.7m）的需求。主要原因在於鋼骨結構造價太貴了，且預力梁深僅65cm，可以維持業主要求的室內淨高。每一樓層扣除電梯間及樓梯間後，約有470?m2之無柱空間。 ? 圖4 施工現場預力梁配置情形 ? 結構採用預力設計後，每一層樓各有九支預力梁，尺寸均為80*65cm。樓版則維持為一般厚度15cm之鋼筋混凝土版，本案採用的混凝土強度僅為280 kgf/cm2，雖然與國內一般鋼筋混凝土造建築工程採