鋼結構設計入門(第二版)

「鋼結構設計」乃大專院校土木營建職類科系中不可或缺的科目，由於現代科技和鋼料生產技術的長足進步，加上鋼結構的多種材料優勢及設計師的巧思，讓造型多變及尺寸多元的鋼構建築物及構造物不斷推陳出新。本書是以去蕪存菁、簡單扼要、穿插圖片和照片的方式，介紹鋼結構設計的基本知識，屬實用型的大學用書，共分八章。第一章緒論，旨在說明結構的基本概念、結構如何分類、構件如何受力、分析及設計作業之準則、鋼結構設計之基本規範及方法；第二章鋼材之性質及力學行為，係說明鋼材之化學成分及產製方式、鋼材的力學特性及材料強度、鋼結構如何防火及防蝕、斷面如何表示；第三章軸向拉力構件，說明拉力構件之受力及變形、如何計算斷面積、受力極限，簡要介紹ASD及LRFD之強度、分析及設計內涵；第四章軸向壓力構件，介紹壓力構件之種類及強度極限、柱的彈性挫屈、非彈性挫屈及局部挫屈，以及簡要介紹ASD及LRFD之強度、分析及設計內涵；第五章梁構件，說明梁構件之受力及變形、梁斷面之塑性強度及形狀因子、結實性及側向扭轉挫屈，及簡要介紹結實斷面梁ASD及LRFD之強度、分析及設計內涵；第六章梁柱構件，說明梁柱放大係數、軸力及彎矩互制作用、梁柱構件ASD及LRFD之強度、分析及設計流程；第七章鋼構件接合方式，主要介紹高強度螺栓接合及焊接接合之相關內容；第八章鋼結構其他說明，簡單介紹合成構件及SRC結構、結構隔減震之相關工法及以鋼結構進行結構補強之方式。希望讀者在研讀本書後能獲得鋼結構設計之基本知識，對於有志參加公職及專門職業技師考試者，仍需再精研其他有助於考試的書籍，多多練習例題及演算歷屆考題，則金榜題名之日不遠矣。

■ 再版序

時光飛逝，本書《鋼結構設計入門》自2017年3月初版發行至今，已進入第六個年頭。其間感謝出版社大力推廣、各校師生及業界賢達愛用順利完售。本書最大特色係採用諸多實景照片、圖片穿插在各章節內，藉以平衡學術理論內容的艱澀，同時也加深讀者對各種鋼結構的認識。

初版內容係作者為了趕上逢甲大學2016年度第二學期授課之用，除參酌其他作者成果，將多年蒐集之資料及平日隨身攜帶相機、手機所拍攝各種工程的照片，利用工作剩餘之有限時間（含假日加班），自行打字、繪製圖表、編撰而成。由於自行打字作業，後續提送出版社排版、校稿及印刷，時間均較為倉促，目前已發現初版內容有錯謬誤植之處，本次再版中已予以修正。倘仍有其他不妥或違誤之處，尚祈社會賢達不吝指正，賜教處請參初版自序第2頁。

對於有志參加公職及專門職業技師考試者，在學完本書基本內容後，仍需再精進研讀坊間其他有助於考試的書籍，多多練習例題及演算歷屆考題（可從考選部網站下載），在此亦預祝各位早日榮登金榜。

許聖富 謹序
土木技師、水土保持技師
二○二三年歲末於苗栗公館雙月園

■ 自序

「鋼結構設計」乃大專院校土木相關科系中，除了測量學、工程力學、結構學、材料力學、土壤力學、基礎工程、鋼筋混凝土等專業科目之外，一門不可或缺的科目。由於現代科技的進步、鋼料生產技術的提昇、造型多變及尺寸多元，加上鋼材原本就有的高強度、整體結構自重較輕及施工快速的優勢，使得鋼構的建築物有如雨後春筍般，不斷從地球表面竄出、升起，在其他構造物的應用上亦不斷推陳出新。

然而，鋼結構的分析及設計方法有ASD及LRFD二種主流理論（含不同年分的修正版次），以及2005年二種理論的整合版，加上公制（tf/cm2、tf/m2、kgf/cm2）及英制（ksi、psi）的使用，演繹出許多不同的計算公式；加上臺灣又有自已從ASD及LRFD二種理論基礎，所衍發出來的容許應力法及極限設計法。對於初學者來說，簡直可以用「眼花撩亂、暈頭轉向」來形容；而授課的老師們也會有難以取捨的感覺，一學期不過18週，第一週亦常有不上的情形，再扣除排定的期中考及期末考二週，加上一些國定假日、平常的小考及抽考等，整學期能真正上課的時數非常有限，講授內容的取捨真的不好拿捏。而不同的作者對於整體內容的取捨也十分困擾，讀者也不難發現，不同書籍的內容差異還十分明顯。

筆者自1989年從比利時學成歸國後，先後在逢甲大學及明新科大專任教職共五年多，其餘時間均在國內工程顧問公司服務，累積二十多年的工程實務經驗。2013年度因緣際會回到逢甲大學兼任，並在第二學期有機會在土木系進修部講授「鋼結構設計」課程，因每週僅上二節課，而坊間有關鋼結構設計的書籍，內容豐富詳實卻不盡然適合初學者。有鑑於此，為達提綱挈領、精簡扼要及減輕學子負擔（價格及重量，有些超過1.15公斤）的目的，本書主要以ASD（容許應力法）為主軸，增加少部份LRFD（極限設計法）的扼要介紹，並取名《鋼結構設計入門》。內容共分八章，第一章〈緒論〉、第二章〈鋼料之性質及力學行為〉、第三章〈軸向拉力構件〉、第四章〈軸向壓力構件〉、第五章〈梁構件〉、第六章〈梁柱構件〉、第七章〈鋼構件接合方式〉及第八章〈鋼結構其他說明〉。

為了趕上2016年度第二學期上課之用，作者乃利用有限的時間自行打字、撰寫、編制本書。復因作者隨身攜帶相機、隨時拍攝各種工程的照片。因此本書中才有許多的現地實景照片穿插在各章節內，藉以平衡理論內容的艱澀，也加深讀者對各種鋼結構的認識。由於打字作業、提送出版社排版、校稿及印刷時間較為倉促，錯謬誤植之處在所難免，尚祈社會賢達不吝指正。（賜教處：sanford877@yahoo.com.tw）

對於初學者，作者建議僅先針對ASD（容許應力法）的內容加以研讀，熟知其理論架構及內涵後，若還有興趣，再進一步去了解LRFD（極限設計法）的內容。對於有志參加公職及專門職業技師考試者，在學完本書基本內容後，仍需再精進研讀坊間其他有助於考試的書籍，多多練習例題及演算歷屆考題（可從考選部網站下載），如此方能克盡其功、早日金榜題名。