現存台灣的建築物中,採用RC(鋼筋混凝土)為結構的建築物佔了七成以上,但從學校裡學的RC跟實務上用的經常讓我覺得是兩回事,在現場,你不需要設計分析,你反而比較需要的是把它當成背誦的科目看待。
土木系大學課程裡有幾門重要的設計課:RC(鋼筋混凝土設計)、鋼結構設計、公路鋪面設計、基礎工程……等等,這個RC就是其中一門,課程目的是結構設計師的養成,但如果你選擇的職業道路不是以此發展,那RC裡的理論基礎,則是你了解各施工規範的背景知識。
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▋RC學理的應用場景
大學裡學的RC大致上可以分成兩種模式,一種是給你受力、鋼筋量及混凝土斷面之後,請你分析這個構件會不會斷掉、裂掉、被破壞掉,這部分叫做分析。
而另一部份同樣是給你受力,給你斷面或鋼筋量其中一種,問你鋼筋要配多少,或是混凝土斷面要多大,簡單來說,都是限制住了很多條件後,給你封閉的答要請你計算出來。
不管是上述哪一種,在現實層面都不合邏輯,實際設計時,你不會先知道斷面尺寸再去設計鋼筋量,或是知道鋼筋量之後再去設計斷面尺寸,設計結構也不會只有一支柱子、一支梁或只有一塊版,一定是整體一起設計的,不會那麼單純。
最近跟一位實習生聊到要不要念研究所的問題,個人看法是:看你未來的職業選擇,如果你想走的是設計工作,就可以念完研究所再出社會,走工地現場的話,大學畢業直接工作會獲得比較多經驗。
▋RC在工地現場的應用
相信有看過我文章的人,會大概知道我有一系列的文章在講鋼筋料單核對、鋼筋施工檢查,這是做營造比較常用到的RC部分。
理論基礎的部分,像是鋼筋為什麼需要伸展長度,伸展長度是什麼意思,如果我們只是傻傻地核對結構標準圖,不去探究他是為什麼的話,我們同樣可以把料單對得很好,但師傅再問你為什麼一定要這樣做時,你就站不住腳了,對吧?
➤ 伸展長度及錨定長度
所謂的伸展長度,就是鋼筋埋進混凝土之後,你去拉鋼筋,會有兩種破壞的方法,第一種:鋼筋被拉斷,斷點在鋼筋;第二種:鋼筋跟著混凝土一起被拔出來,斷點在混凝土裡面,所謂的伸展長度,就是造成第一種破壞模式,要埋進去混凝土裡面最少的長度。
而錨定長度跟上述的破壞方法有關,只是鋼筋多了一個鉤子,所以長度會短很多。有了以上說明,是不是比較好明白為什麼錨定長度會比伸展長度短,又為什麼一定要有伸展長度或錨定長度,不是有鋼筋就好呢?
➤ 不得搭接位置
結構標準圖上常常會有一些不可以搭接的地方,像是樓上層的梁筋,下層筋中間不可以搭接,有沒有想過為什麼呢?
它的理論基礎是,樓上層的梁受正彎矩的作用力,梁會被彎成微笑曲線,當然,這是放大誇張好幾百倍的描述,如果梁真的彎成微笑曲線,大概也沒有人敢住,在這種狀況下,梁上下層的鋼筋的受力就會被改變。
↑ 鋼筋受力之後會彎成微笑曲線,下層鋼筋受到拉力作用
我們從圖上可以看到,下半部的曲線被拉長了,而且拉到中間的部位最常,受力最大,如果你的鋼筋在這邊分成兩截,沒有鋼筋幫忙拉住,那很有可能整支混凝土梁直接從中間折斷,所以不能在中間搭接,概念上是這樣。
包含版,牆等構件,不可以搭接的位置,用的都是這樣的概念,構件被往哪裡推,那個方向的鋼筋就不能搭接,不過這牽扯到了材料力學,剛畢業那幾年我完全忘了,是後來再回去翻,才比較有概念。
▋關於RC,學校沒教的事
其實工地現場運用的知識,比起學校教的理論簡單很多,套句老主任講的話:「會加減乘除就會了。」畢竟實際在執行時業主跟營造比較在乎的是成本,有時候也會碰到變更設計,需要估算出新的構造物需要多少費用,以下是幾個學校沒教的事:
➤ 鋼筋撿料
沒有撿料,就沒有鋼筋混凝土構造物,但撿料學校不會教,甚至出了社會後還要自己花錢去學,這技能是可以賺錢的,坊間撿料的單價依案子的複雜程度一噸100~X00價格不定,如果你知道這件事會賺錢,大學又有開課,應該大家都搶著學吧。
➤ 鋼筋核對
這其實跟施工學比較有關,不算在鋼筋混凝土的課程裡面,但是施工品質好不好,跟核對方法很有關係,關於鋼筋要怎麼核對,下工地多對幾次應該就會了,但你在學校裡面不會去對鋼筋,也沒地方給你對,一切都必須用想像的。
就跟有些室內設計師或建築師會實際到案場參與施工一樣,營造工程師的能力也是在現場訓練出來的,畢竟圖紙是平面,沒有看過實際施工方式,就是會有點不接地氣,光看書是沒辦法對鋼筋的。
➤ 數量計算
鋼筋的數量跟撿料有關係,每個號數都有對照的單位重,每個號數也有對照的直徑,這個我到現在還背不起來,都是去查表的,這件事情跟新增構造物大概需要多少成本有關係,但也不難,就是長度*單位重*單價而已,是不是只要會加減乘除就會了呢?
另外,你還要會計算混凝土的數量,單純是體積計算的方式而已,長*寬*高,知道數量才有辦法叫料,有一件事情我到現在也想不明白,明明鋼筋混凝土裡面就有鋼筋,為什麼都不需要扣掉鋼筋的體積,才得到最終數量呢?
可能還有很多學校沒教的事情我沒提到的,再請有看到的前輩提點了,我想說的是,既然有那麼多的事情學校跟職場是搭不上的狀況下,是不是該調整教學方式,才不會造成產學方面的落差。
▋結語
以上是我簡單說明大學學習的RC在工作上可以用到的部分,如果想更清楚的知道那些概念,可以參考這本書「圖解RC造建築入門:一次精通鋼筋混凝土造建築的基本知識、設計、施工和應用 」➤ 博客來 / MOMO,看看日本對RC構造的認知,增加職業學能。
後話:現在坊間有開鋼筋撿料課程,標榜一天學會鋼筋撿料技能,有興趣可以去FB社團搜尋鋼筋撿料找找看,大概一堂課8000塊還上萬塊我忘了,如果不想花那麼多錢,不妨可以買建築鋼筋施工圖應用實務(博客來連結) 回去看看,裡面有教你鋼筋撿料的知識,先花400~500塊看完有興趣再去上課也不遲。