第 二 章 結構部分
第 一 節 材料
<pre>固定式起重機結構部分之材料，應符合下列國家標準 (以下簡稱 CNS) ，
或具有同等以上化學成分及機械性質之鋼材。但經中央主管機關認可之耐
蝕鋁合金等材料，不在此限。
一、CNS 575 規定之鋼材。
二、CNS 2473 規定之 SS400 鋼材。
三、CNS 2947 規定之鋼材。
四、CNS 4269 規定之鋼材。
五、CNS 4435 規定之 STK400、STK490 或 STK540 鋼材。
六、CNS 4437 規定之十三種、十八種、十九種或二十種鋼材。
七、CNS 7141 規定之鋼材。
八、CNS 11109 規定之鋼材。
九、CNS 13812 規定之鋼材。
前項結構部分不包括階梯、攀登梯、扶手、走道、駕駛室、護圍、覆罩、
鋼索、機械部分及其他非供支撐吊升荷物部分等。
吊升荷重未滿五公噸之纜索起重機，其結構部分之塔、支柱及牽條之材料
，得使用木材。但不得有影響強度之裂隙、蛀蝕、節疤或木紋傾斜纖維等
缺陷。</pre>
<pre>結構部分鋼材計算應使用之常數如下：
┌──────────────────────┬───────┐
│常 數 種 類│數 值│
├──────────────────────┼───────┤
│縱彈性係數 E (Modulus of elasticity) 單位：│206,000 │
│牛頓／平方公厘 (公斤／平方公分) │ (2,100,000) │
├──────────────────────┼───────┤
│剪彈性係數 G (Shear modulus of elasticity) │79,000 │
│單位：牛頓／平方公厘 (公斤／平方公分) │ (810,000) │
├──────────────────────┼───────┤
│蒲松氏比ν (Poisson’s ratio ) │0.3 │
├──────────────────────┼───────┤
│線膨脹係數α (Coefficients of thermal expan-│0.000012 │
│sion) 單位：℃ (-1次方) │ │
├──────────────────────┼───────┤
│比重γ (Specific gravity) │7.85 │
└──────────────────────┴───────┘</pre>
第 二 節 容許應力
<pre>結構部分使用第三條第一項規定之鋼材時，其容許抗拉應力、容許抗壓應
力、容許抗拉彎曲應力、容許抗壓彎曲應力、容許抗剪應力及容許承壓應
力值，應依下列各式計算：
σta＝σa
σa
σca＝──
1.15
σbat ＝σa
σa
σbac ＝───
1.15
σa
τ＝──
√3
σda＝1.42σa
式中σa 、σta、σca、σbat 、σbac 、τ 及 σda 分別表示下列之
值：
σa ：取下列任一較小者：
1.降伏強度或降伏點除以 1.5。單位：牛頓／平方公厘 (公斤／平
方公分) ，以下均同。
2.抗拉強度除以 1.8。
σta：容許抗拉應力。
σca：容許抗壓應力。
σbat ：容許抗拉彎曲應力。
σbac ：容許抗壓彎曲應力。
τ：容許抗剪應力。
σda：容許承壓應力。</pre>
<pre>結構部分使用第三條第一項之鋼材時，其容許挫曲應力值，應依下列各式
計算：
λ＜20 時，σk＝σca
1
20≦λ≦200 時，σk ＝─σca
ω
式中之λ、σk、σca 及 ω 分別表示下列之值：
λ：有效細長比。
σk ：容許挫曲應力。
σca：容許抗壓應力。
ω：挫曲係數，依附表一規定。</pre>
<pre>結構部分使用第三條第一項規定之鋼材時，焊接部分之容許應力值，應不
得大於第五條規定之值 (填角焊接者取其容許抗剪應力值) 乘以下表之焊
接效率所得之值。
┌────┬─────────┬───────────────┐
│焊接方式│ 鋼 材 種 類 │ 焊 接 效 率 │
│ │ ├───┬───┬───┬───┤
│ │ │容許抗│容許抗│容許彎│容許抗│
│ │ │拉應力│壓應力│曲應力│剪應力│
├────┼─────────┼───┼───┼───┼───┤
│對接焊接│ Ａ │ 0.84│ 0.945│ 0.84│ 0.84│
│ ├─────────┼───┼───┼───┼───┤
│ │ Ｂ │ 0.80│ 0.90│ 0.80│ 0.80│
├────┼─────────┼───┼───┼───┼───┤
│填角焊接│ Ａ │ 0.84│ 0.84│ -│ 0.84│
│ ├─────────┼───┼───┼───┼───┤
│ │ Ｂ │ 0.80│ 0.80│ -│ 0.80│
├────┴─────────┴───┴───┴───┴───┤
│備註：表中符號Ａ及Ｂ分別表示如下： │
│1.符號Ａ：為 CNS 2947 規定之鋼材、CNS 4269 規定之鋼材、CNS │
│ 4435 規定之 STK 490 鋼材、CNS 4437 規定之18種鋼材、CNS │
│ 7141 規定之 STKR 490 鋼材、CNS 11109、 規定之鋼材 CNS 138│
│ 12 規定之 SN400B、SN400C、SN490B、SN490C 鋼材或具有與此種│
│ 規格同等以上機械性質之鋼材，且具有優良焊接性者。 │
│2.符號Ｂ：為Ａ以外之鋼材。 │
└──────────────────────────────┘
結構部分之對接焊接處全長百分之二十以上實施放射線檢查，符合下列規
定者，其容許抗拉應力、容許抗壓應力及容許彎曲應力得取第五條規定之
值 (即焊接效率取一‧○) 。
一、依 CNS3710 規定之缺陷種類及等級分類，無第三種缺陷者。
二、前款之檢查結果，有第一種或第二種缺陷時，為二級之容許值以下；
同時有第一種及第二種缺陷存在時，分別為各該缺陷二級之容許值之
二分之一以下。
實施放射線檢查時，焊接處之補強層，應削除至與母材表面同一平面上。
但補強層中央部分之高度與母材厚度之關係如下表所示高度以下者，不在
此限。
┌────────────────┬─────────────┐
│母材厚度 (公厘) │補強層高度 (公厘) │
├────────────────┼─────────────┤
│ 12 以下 │ 1.5 │
├────────────────┼─────────────┤
│超過 12，25 以下 │ 2.5 │
├────────────────┼─────────────┤
│超過 25 者 │ 3.0 │
└────────────────┴─────────────┘</pre>
<pre>使用第三條第一項但書規定之材料時，其容許應力值及其結構部分焊接處
之容許應力值，應於中央主管機關認可材料之化學成分及機械性質之值以
下。</pre>
<pre>承載應力值隨垂直動荷重之位置或大小，及水平動荷重方向或大小而變時
，應依 CNS 6426 第 6.4 節規定，確認容許疲勞應力值為第五條至第八
條規定之容許應力值以下。</pre>
<pre>結構部分使用第三條第三項規定之木材時，其木材纖維方向之容許抗拉應
力、容許抗壓應力、容許彎曲應力及容許抗剪應力值，如下表：
┌─────────────┬────────────────┐
│木 材 種 類│容許應力值 (牛頓／平方公厘) │
│ ├───┬───┬───┬────┤
│ │容許抗│容許抗│容許彎│容許抗剪│
│ │拉應力│壓應力│曲應力│應力 │
├─────────────┼───┼───┼───┼────┤
│赤松、黑松、美國松 │ 6.0│ 7.5│ 9.5│ 0.8│
├─────────────┼───┼───┼───┼────┤
│落葉松、羅漢柏、檜、美國檜│ 5.5│ 7.0│ 9.0│ 0.7│
├─────────────┼───┼───┼───┼────┤
│鐵杉、美國鐵杉 │ 5.0│ 6.5│ 8.5│ 0.7│
├─────────────┼───┼───┼───┼────┤
│樅樹、蝦夷松、椴松、紅松、│ 4.5│ 6.0│ 7.5│ 0.6│
│杉、美國杉、針樅 │ │ │ │ │
├─────────────┼───┼───┼───┼────┤
│橡樹 │ 8.0│ 9.0│ 13.0│ 1.4│
├─────────────┼───┼───┼───┼────┤
│栗樹、枹樹、山毛櫸、櫸木 │ 6.0│ 7.0│ 10.0│ 1.0│
└─────────────┴───┴───┴───┴────┘
前項木材纖維方向之容許挫曲應力值，應依下列各式計算：
λ≦100 時，σk ＝σca (1-0.007λ)
0.3
λ＞100 時，σk＝σca─────
2
┌ λ ┐
│───│
└ 100 ┘
式中之 λ、σk 及 σca 分別表示下列之值：
λ：有效細長比
σk ：容許挫曲應力。
σca：容許抗壓應力。</pre>
<pre>第五條至第八條規定之容許應力值，於第二十條第一項表中荷重狀態 B
之荷重組合，應於百分之十五限定範圍內增值；同表中荷重狀態 C 之荷
重組合，應於百分之三十限定範圍內增值。</pre>
第 三 節 荷重
<pre>結構部分承載之荷重種類如下：
一、垂直動荷重。
二、垂直靜荷重。
三、水平動荷重。
四、熱荷重。
五、風荷重。
六、地震荷重。
七、衝擊荷重。</pre>
<pre>垂直動荷重指額定荷重、吊鉤組、吊具（抓斗、吊樑、電磁吸盤等）與揚
程五十公尺以上之鋼索等重量之總合。</pre>
<pre>垂直靜荷重為構成起重機之荷重，扣除垂直動荷重部分之重量。可移動之
吊運車，置於漏斗內與起重機內輸送機上之零組件重量，應計入垂直靜荷
重。</pre>
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<pre>水平動荷重，應依下列規定計算：
一、慣性力：指起重機因橫行、直行、平動與轉動動作等因加減速度所產
生之力，其值為垂直靜荷重與垂直動荷重總合之β倍，β值依下表規
定計算。但橫行、直行中以車輪驅動時，以動輪荷重之百分之十五為
上限。
┌──────────────┬─────────────┐
│平動 │β＝0.01 √v │
├──────────────┼─────────────┤
│橫行、直行 │β＝0.008 √v │
├──────────────┼─────────────┤
│轉動 │β＝0.006 √v │
├──────────────┴─────────────┤
│備註： │
│1.v ：各種運動之速度值（公尺／每分鐘）。 │
│2.轉動動作時，應視荷重在伸臂前端。 │
└────────────────────────────┘
二、離心力：指隨轉動動作而作用於轉動半徑方向外端之力，並應依下式
計算：
2
Ｗ．Ｖ
Ｆ＝────
ｇ．r
式中之Ｆ、Ｗ、ｇ、ｒ及Ｖ分別表示下列之值：
Ｆ：離心力（牛頓）。
Ｗ：吊升荷重（牛頓）。
ｇ：重力加速度（公尺／秒 2）。
ｒ：轉動半徑（公尺）。
Ｖ：圓周切線速度（公尺／秒）。
三、車輪之側向力：指與車輪之進行方向成直角之水平力，並應依下式計
算：
r＝λr．R
式中之 Sr、λr 及 R 分別表示下列之值：
Sr：車輪之側向力（牛頓）
λr ：車輪橫力係數，以跨距與有效軸距之比，由下圖求得，其中 L
為桁架或吊運車跨距（公尺），a 為有效軸距（公尺）。
R ：車輪負荷（牛頓）
四、前款有效軸距（a ），應依下列規定計算：
（一）一軌上有四車輪時，為外側車輪之中心間距。
（二）一軌上有超過四車輪至八車輪時，為外側二車輪之中心間距。
（三）一軌上有超過八車輪時，為外側三車輪之中心間距。但設有水平導
輪者，其有效軸距為外側兩導輪之中心間距。</pre>
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<pre>除中央主管機關認可者外，風荷重應依下式計算：
W ＝ｑ、C、A
式中之Ｗ、ｑ、Ｃ及Ａ分別表示下列之值：
Ｗ：風荷重。單位：牛頓。
ｑ：速度壓。單位：牛頓／平方公尺。
Ｃ：風力係數
Ａ：受風面積。單位：平方公尺。
前項之速度壓，應依下表起重機之狀態及其對應之計算式計算：
┌──────────────┬───────────────┐
│起重機之狀態 │q 之計算式 │
├──────────────┼───────────────┤
│作業時 │q = 83．4 √H │
├──────────────┼───────────────┤
│停止時 │q = 980．4√H │
├──────────────┴───────────────┤
│備註： │
│1.h 為起重機自地面起算之受風面高度值（公尺）。但高度未滿 16 │
│ 公尺者，以 16 計。 │
│2.速度壓 q 值之計算式，係以作業時之風速為 16 公尺／秒，停止│
│ 時之風速為 55 公尺／秒計算導出。 │
└──────────────────────────────┘
除風洞試驗者，依其試驗值外，第一項之風力係數如下：
┌─────────────────────────┬────┐
│受風面之種類 │風力係數│
├───────┬─────────────────┼────┤
│平面桁架（鋼管│W1：未滿 0.1 │2.0 │
│製平面桁架除外├─────────────────┼────┤
│）構成之面 │W1：0.1 以上，未滿 0.3 │1.8 │
│ ├─────────────────┼────┤
│ │W1：0.3 以上，未滿 0.9 │1.6 │
│ ├─────────────────┼────┤
│ │W1：0.9 以上 │2.0 │
├───────┼─────────────────┼────┤
│平板構成之面 │W2：未滿 5 │1.2 │
│ ├─────────────────┼────┤
│ │W2：5 以上，未滿 10 │1.3 │
│ ├─────────────────┼────┤
│ │W2：10 以上，未滿 15 │1.4 │
│ ├─────────────────┼────┤
│ │W2：15 以上，未滿 25 │1.6 │
│ ├─────────────────┼────┤
│ │W2：25 以上，未滿 50 │1.7 │
│ ├─────────────────┼────┤
│ │W2：50 以上，未滿 100 │1.8 │
│ ├─────────────────┼────┤
│ │W2：100 以上 │1.9 │
├───────┼─────────────────┼────┤
│圓筒面或鋼管製│W3：未滿 3 │1.2 │
│之平面桁架構成├─────────────────┼────┤
│之面 │W3：3 以上 │0.7 │
├───────┴─────────────────┴────┤
│備註：表中 W1、W2 及 W3 分別表示如下： │
│1.W1：充實率，指實際擋風面積與該受風面（係指迎風之受風面，以│
│ 下均同）面積之比值。 │
│2.W2：指受風面長邊長度與同一受風面短邊長度之比值。 │
│3.W3：指圓筒面或鋼管外徑（公尺）乘以速度壓（牛頓／平方公尺）│
│ 之平方根值。圓筒面包括鋼索等 │
└──────────────────────────────┘
第一項之受風面積，為受風面與風向成直角之投影面積（以下稱投影面積
），其受風面有二面以上重疊情形時，應依下式計算：
Ａ＝A1＋Am＋An
式中之 A、A1、Am 及 An 分別表示下列之值：
A ：總受風面積（平方公尺）。
A1：第一受風面之投影面積（平方公尺）。
Am：第二受風面以後各面與前一面未重疊部分投影面積之和（平方公尺）
。
An：第二受風面以後各面與前一面重疊部分投影面積乘以對應於各該面依
附表二所示之減低率，所得面積之和（平方公尺）。</pre>
<pre>熱荷重指結構部分之構件材料，因溫度變化膨脹或收縮受阻礙所生之力。
前項溫度計算之範圍，為攝氏負二十五度至四十五度。</pre>
<pre>除中央主管機關認可者外，地震荷重係以相當於垂直靜荷重百分之二十之
水平動荷重計算之。</pre>
<pre>衝擊荷重，應依下列規定計算：
一、起重機設有緩衝裝置時，於無吊掛物之狀態下，以額定速度之百分之
七十，計算其吸收運動能所造成之力。但於緩衝裝置前方設置有自動
減速之裝置者，得以其減速後之速度計算。
二、起重機之吊掛物，自吊運車以剛體構造引導者，該吊掛物之影響應予
以計算。
三、吊掛物或引導部分，有撞擊地面障礙物之虞時，應列計吊運車可能被
舉上之一側車輪之水平動荷重。</pre>
第 四 節 強度
<pre>結構部分材料承載荷重所生之應力值，除不得超過第五條至第八條規定之
容許應力值外，並應依下表規定計算：
┌────┬─────────────────────────┐
│荷重狀態│ 荷 重 組 合 │
├────┼─────────────────────────┤
│ Ａ │Ｍ〔Ψ (垂直動荷重) ＋ (垂直靜荷重) ＋ (水平動荷重│
│ │) 〕＋ (熱荷重) │
├────┼─────────────────────────┤
│ Ｂ │Ｍ〔Ψ (垂直動荷重) ＋ (垂直靜荷重) ＋ (水平動荷重│
│ │) 〕＋ (作業時之風荷重) ＋ (熱荷重) │
├────┼─────────────────────────┤
│ Ｃ │ (垂直動荷重＋垂直靜荷重＋地震荷重＋熱荷重) 或 (垂│
│ │直動荷重＋垂直靜荷重＋衝擊荷重＋熱荷重) 或 (垂直靜│
│ │荷重＋停止時之風荷重＋熱荷重) │
├────┴─────────────────────────┤
│備註：表中Ψ及Ｍ分別表示下列之值： │
│1.Ψ：衝擊係數，依下式計算之值。 │
│(1) 伸臂起重機 │
│ │
│ Ψ＝１＋0.3V │
│ │
│ 但１＋0.3V ＜1.10 時Ψ＝1.10 │
│ │
│ １＋0.3V＞1.30 時Ψ＝1.30 │
│ │
│(2) 其他類型起重機 │
│ │
│ Ψ＝１＋0.6V │
│ │
│ 但１＋0.6V ＜1.10 時Ψ＝1.10 │
│ │
│ １＋0.6V＞1.60 時Ψ＝1.60 │
│ │
│ 式中之 V：上升之額定速率值 (公尺／秒) │
│ │
│2.Ｍ：作業係數，依附表三規定。 │
└──────────────────────────────┘
前項之應力值，應取荷重組合中最不利之情形計算之。</pre>
<pre>吊鉤之斷裂荷重與所承受之最大荷重比，應為四以上，或依 CNS 5394
規定辦理。</pre>
<pre>結構部分應具有充分強度及保持防止板材挫曲、變形等妨礙安全使用之剛
性。</pre>
<pre>架空式起重機之桁架，以額定荷重置於最不利之位置吊升時，最大撓度應
為起重機桁架跨距八百分之一以下。但起重機桁架跨距小，不因撓度致荷
物晃動而發生危險之虞者，不在此限。</pre>
第 五 節 安定度
<pre>除無翻倒之虞者外，起重機之安定度，應依下列規定計算，以確認其翻倒
支點之安定力矩值大於翻倒力矩值：
一、承受相當於垂直動荷重之○‧三倍之荷重，於承載額定荷重之反方向
時。
二、承受相當於垂直動荷重之一‧六倍之荷重時。但營建用之塔式起重機
為一‧四倍。
三、承受相當於垂直動荷重之一‧三五倍之荷重、水平動荷重及作業時之
風荷重等組合荷重時。但營建用之塔式起重機為一‧一倍。
四、設置於屋外之起重機，於無吊升荷物狀態，承受停止時之風荷重時。
前項安定度，應依下列規定計算：
一、影響安定度之重量，應取最不利安定之狀態。
二、風向應以最不利之方向。
三、設置於屋外之直行起重機，防止逸走裝置應處於使用狀態。</pre>
第 六 節 拉條
<pre>纜索起重機之拉條，應符合下列規定：
一、安定支柱頂部之拉條數，應為二條以上。
二、不得接近於架空電路。
三、以鋼索為拉條時，應以鋏、環首、套管等金屬具緊結於支柱、牽索用
固定錨或具有同等以上堅固物。
四、應以鬆緊螺旋扣等金屬具拉緊，並應有防止螺旋扣扭轉鬆脫之措施。</pre>