中 華 大 學 碩 士 論 文
施工架水平踏板性能測試與分析
系 所 別：土木與工程資訊學系碩士班 學號姓名：M09504027 王 郁 傑 指導教授：徐 增 興 博 士
中華民國 九十七年七月
摘 摘 摘
摘 要 要 要 要
近年來有關於臨時結構的災害頻傳，據 95 年勞委會統計指出，
在各種的勞工災害發生之中，營造方面的災害為其首位；而在營造業 職災案例中，因施工架造成之墜落與倒塌崩塌災害則佔相當大的比 例。由此可見針對施工架及其構件進行深入探討的急迫性及必要性。
正因為施工架對勞工安全影響重大，有相當多針對施工架的研 究，但是這些研究大多探討施工架本身的力學行為，對施工架的其他 構件，則較少著墨。施工架之水平踏板屬於重要的施工設備，若有意 外發生，人員或財物損失將非常慘重。在目前，業界所使用之水平踏 板型式沒有固定格式，其品質、強度未能有保障。中華民國國家標準 (CNS)針對施工架水平踏板之測試有一套標準，但由相關資料顯示，
市售施工架水平踏板大多不符合國家標準；而現行法規制度也並未深 入探討遭受碰撞、擠壓、不當組裝等情形，和現今使用狀況未能切身 吻合。故配合相關單位之需求，對於國內水平踏板規範進行研究，做 更精確的試驗得到完善之結果，提供業界作參考，且建議政府相關機 構對於施工架水平踏板之相關修改規定。
本研究結果中踏板掛鉤防止外移之剪斷試驗不論在數值模擬或 實驗時許多不同型式水平踏板測試結果皆比 CNS 規定之強度高出許 多，而較小寬度踏板之踏板掛鉤防止外移之剪斷強度較較大寬度踏板
高。
關鍵詞：水平踏板、現況調查、性能測試
誌謝 誌謝 誌謝 誌謝
本論文承蒙指導教授 徐增興博士的細心指導，並在學術理論與 實務上的循循善誘與說明，才能順利完成。老師深厚的學識涵養，對 於研究上的執著與努力，令學生總有仰之彌高、鑽之彌堅、瞻之在前，
忽焉在後之景仰心情，浸潤於老師的治學精神與嚴格的指導下使學生 收獲盛豐，師恩浩瀚，永銘我心，特誌卷首，謹申由衷謝忱。
感謝論文審核口試期間，行政院勞委會勞工安全衛生研究所 張 智奇副研究員與中華大學土木與工程資訊學系 邱垂德博士對論文的 指正與諸多意見，使學生受惠良多，讓此論文更加充實與完整，特此 感謝。
感謝學長鎮華、傳國、鍾凱、昭慶、智裕等人經驗傳承及幫忙解 決實驗及模擬上的問題。感謝同儕志浩、瞻淇、勝富、柏淵等人相互 關懷與扶持。
最後感謝我深愛的父母親、哥哥以及眾多親戚們，感謝多年來的 細心照顧與關懷，使我能無後顧之憂順利完成學業，最後願將此喜悅 之心與你們分享。
目錄 目錄 目錄 目錄
目錄... IV 圖目錄... VI 表目錄...XII
第一章 緒論 ... 1
第一節 前言... 1
第二節 研究動機與目的 ... 2
第三節 研究方法與步驟 ... 4
第二章 文獻回顧 ... 8
第一節 文獻探討 ... 8
第二節 國內外相關規範探討... 9
第三節 國內施工架踏板使用現況 ...17
第四節 國內施工架踏板職災案例探討 ...20
第三章 研究方法 ... 26
第一節 有限元素法電腦輔助分析 ...26
第二節 實驗流程與目的 ...29
第四章 施工架踏板之模擬分析 ... 38
第一節 施工架踏板模有限元素法模型建立...38
第二節 踏板之垂直撓度及抗彎強度模擬...40
第三節 踏板掛鉤本體及安裝部之剪斷模擬...56
第四節 踏板掛鉤防止外移之抗剪強度模擬...73
第五節 模擬結果於 CNS 之檢核 ...86
第六節 踏板使用夾具之 ANSYS 分析 ...89
第五章 各型式踏板之強度試驗 ... 96
第一節 實驗規劃與機具介紹...96
第二節 實驗流程 ...101
第三節 實驗結果分析 ...109
第六章 結論與建議 ... 122
第一節 結論...122
第二節 建議...123
參考文獻 ... 125
圖目錄 圖目錄 圖目錄 圖目錄
圖 1-1 研究流程圖 ...7
圖 2-1 附工作板示意圖[9]...12
圖 2-2 撓度及彎曲試驗示意圖[10] ...13
圖 2-3 金屬扣鎖本體及安裝部之剪斷試驗示意圖[10] ...14
圖 2-4 金屬口鎖防止外移之剪斷試驗示意圖[10]...15
圖 2-5 切擴鋼網製工作板之撓度及踏穿試驗[10]...15
圖 2-6 加壓材示意圖[10]...16
圖 2-7 JIS 撓度及彎曲試驗示意圖[11] ...17
圖 2-8 JIS 切擴鋼網製工作板之撓度及踏穿試驗示意圖[11] ...17
圖 2-9 第二型踏板(角鋼踏板) ...18
圖 2-10 第一型踏板(全鍍鋅安全水平踏板)...19
圖 2-11 第三型踏板(網狀踏板) [12]...19
圖 2-12 角鋼踏板掛鉤脫落施工架[15] ...23
圖 2-13 職災現場施工架[16]...25
圖 3-1 元素種類 ...27
圖 3-2 元素自由度個數 ...28
圖 3-3 踏板強度測試示意圖...32
圖 3-4 踏板強度測試加壓板放置於踏板中心示意圖...32
圖 3-5 踏板強度測試施放載重直到載重量達到 W 之示意圖 ...32
圖 3-6 撓度及踏穿強度測試示意圖...33
圖 3-7 撓度及踏穿強度測試將10cm×15cm加壓板放置於踏板上之示 意圖 ...33
圖 3-8 撓度及踏穿強度測試施放載重直到載重達到 W 示意圖 ...34
圖 3-9 掛鉤強度測試放置踏板於支撐架上示意圖...34
圖 3-10 掛鉤強度測試放置加壓板之示意圖 ...35
圖 3-11 掛鉤強度測試載重示意圖...35
圖 3-12 抗剪強度測試示意圖...36
圖 3-13 抗剪強度測試放置加壓板之示意圖 ...36
圖 3-14 抗剪強度測試載重之示意圖...37
圖 4-1 SOLID92 元素模型圖...38
圖 4-2 第一型踏板模型建立...39
圖 4-3 第二型踏板模型建立...39
圖 4-4 第一型踏板施力面積為12cm×50cm之示意圖 ...41
圖 4-5 第二型踏板施力面積為12cm×50cm之示意圖 ...41
圖 4-6 第一型踏板施力面積為2cm×50cm之示意圖 ...42
圖 4-7 第二型踏板施力面積為2cm×50cm之示意圖 ...42
圖 4-8 施力面積為2cm×50cm之第一型踏板應力量測圖...44
圖 4-9 施力面積為12cm×50cm之第一型踏板應力量測圖...45
圖 4-10 施力面積為2cm×50cm之第二型踏板應力量測圖...46
圖 4-11 施力面積為12cm×50cm之第二型踏板應力量測圖...47
圖 4-12 第一型踏板施力面積為2cm×50cm受 200kgf 之變位圖...48
圖 4-13 第一型踏板施力面積為12cm×50cm受 200kgf 之變位圖...49
圖 4-14 第二型踏板施力面積為2cm×50cm受 200kgf 之變位圖...49
圖 4-15 第二型踏板施力面積為12cm×50cm受 200kgf 之變位圖...50
圖 4-16 第一型踏板施力面積為2cm×50cm之應力圖 ...53
圖 4-17 第一型踏板施力面積為12cm×50cm之應力圖 ...54
圖 4-18 第二型踏板施力面積為2cm×50cm之應力圖 ...55
圖 4-19 第二型踏板施力面積為12cm×50cm之應力圖 ...56
圖 4-20 第一型踏板掛鉤之抗剪強度測試模擬示意圖...57
圖 4-21 第二型踏板掛鉤之抗剪強度測試模擬示意圖...57
圖 4-22 第一型踏板掛鉤之抗剪強度測試模擬示意圖...58
圖 4-23 第二型踏板掛鉤之抗剪強度測試模擬示意圖...58
圖 4-24 踏板掛鉤與踏板本體交接面示意圖 ...59
圖 4-25 踏板之 A、B、C、D 掛鉤編號...59
圖 4-26 掛鉤 A 應力量測圖...60
圖 4-27 掛鉤 B 應力量測圖...60
圖 4-28 掛鉤 C 應力量測圖...61
圖 4-29 掛鉤 D 應力量測圖...61
圖 4-30 第一型踏板施力面積為2cm×50cm之應力圖 ...67
圖 4-31 第一型踏板施力面積為6cm×50cm之應力圖...69
圖 4-32 第二型踏板施力面積為2cm×50cm之應力圖 ...71
圖 4-34 第一型踏板掛鉤防止外移之抗剪強度測試模擬示意圖 ....74
圖 4-35 第二型踏板掛鉤防止外移之抗剪強度測試模擬示意圖 ....74
圖 4-36 第一型踏板掛鉤防止外移之抗剪強度測試模擬示意圖 ....75
圖 4-37 第二型踏板掛鉤防止外移之抗剪強度測試模擬示意圖 ....75
圖 4-38 掛鉤下緣短鉤示意圖...76
圖 4-39 掛鉤 A 應力量測圖...77
圖 4-40 掛鉤 B 應力量測圖...77
圖 4-41 掛鉤 C 應力量測圖...78
圖 4-42 掛鉤 D 應力量測圖...78
圖 4-43 第一型踏板施力面積為2cm×50cm之應力圖 ...82
圖 4-44 第一型踏板施力面積為6cm×50cm之應力圖 ...83
圖 4-45 第二型踏板施力面積為2cm×50cm之應力圖 ...84
圖 4-46 第二型踏板施力面積為6cm×50cm之應力圖 ...85
圖 4-47 踏板實驗之夾具圖 ...89
圖 4-48 夾具量測應力點 ...90
圖 4-49 夾具量測應力點 ...90
圖 4-50 夾具受 2000kgf 載重之應力圖...91
圖 4-51 夾具受 4000kgf 載重之應力圖...92
圖 4-52 夾具受 6000kgf 載重之應力圖...92
圖 4-53 夾具受 8000kgf 載重之應力圖...93
圖 4-54 夾具最大應力點之應力變化圖 ...94
圖 5-1 第一型踏板 ...97
圖 5-2 第二型踏板 ...97
圖 5-3 第三型踏板 ...98
圖 5-4 第四型踏板 ...98
圖 5-5 第五型踏板 ...99
圖 5-6 油壓機...99
圖 5-7 固定踏板之夾具 ...100
圖 5-8 實驗數據接收用電腦...100
圖 5-9 踏板放置於夾具圖 ...105
圖 5-10 施力媒介放置於踏板中央圖...106
圖 5-11 安裝施力媒介與夾具圖...106
圖 5-12 施力媒介放置於踏板兩側圖...107
圖 5-13 安裝施力媒介於夾具圖...107
圖 5-14 踏板撓度及抗彎強度試驗圖...108
圖 5-15 踏板掛鉤本體及安裝部之抗剪強度試驗圖...108
圖 5-16 踏板掛鉤防止外移之抗剪強度測試圖 ...109
圖 5-17 以鐵絲取代防脫落鉤實驗圖...109
圖 5-18 踏板受力時之載重變位曲線圖 ...111
圖 5-19 鐵絲取代防脫落鉤實驗數據圖 ...119
圖 5-20 掛鉤以二鐵絲對角纏繞實驗圖 ...121
表目錄 表目錄 表目錄 表目錄
表 2-1 國內於施工架踏板之相關規定 ...10
表 2-2 CNS 中國國家標準踏板強度規範 ...16
表 3-1 踏板本體測試項目表...30
表 3-2 踏板掛鉤測試項目表...31
表 4-1 第一型踏板受集中載重時 A、B、C、D 點之應力變化表 ...52
表 4-2 第一型踏板受集中載重時 E、F、G、H 點之應力變化表...53
表 4-3 第二型踏板受集中載重時 I、J、K、L 點之應力變化表 ...54
表 4-4 第二型踏板受集中載重時 M、N、O、P 點之應力變化表...55
表 4-5 第一型踏板 A 掛鉤於施力面積為2cm×50cm之應力變化表 ....65
表 4-6 第一型踏板 B 掛鉤於施力面積為2cm×50cm之應力變化表 ....65
表 4-7 第一型踏板 C 掛鉤於施力面積為2cm×50cm之應力變化表 ....66
表 4-8 第一型踏板 D 掛鉤於施力面積為2cm×50cm之應力變化表 ....66
表 4-9 第一型踏板 A 掛鉤於施力面積為6cm×50cm之應力變化表 ....67
表 4-10 第一型踏板 B 掛鉤於施力面積為6cm×50cm之應力變化表...67
表 4-11 第一型踏板 C 掛鉤於施力面積為6cm×50cm之應力變化表...68
表 4-12 第一型踏板 D 掛鉤於施力面積為6cm×50cm之應力變化表...68
表 4-13 第二型踏板 A 掛鉤於施力面積為2cm×50cm之應力變化表 ..69
表 4-14 第二型踏板 B 掛鉤於施力面積為2cm×50cm之應力變化表 ..69
表 4-15 第二型踏板 C 掛鉤於施力面積為2cm×50cm之應力變化表 ..70
表 4-16 第二型踏板 D 掛鉤於施力面積為2cm×50cm之應力變化表 ..70
表 4-17 第二型踏板 A 掛鉤於施力面積為6cm×50cm之應力變化表 ..71
表 4-18 第二型踏板 B 掛鉤於施力面積為6cm×50cm之應力變化表 ..72
表 4-19 第二型踏板 C 掛鉤於施力面積為6cm×50cm之應力變化表 ..72
表 4-20 第二型踏板 D 掛鉤於施力面積為6cm×50cm之應力變化表 ..73
表 4-21 第一型踏板施力面積為2cm×50cm之掛鉤應力變化表 ...82
表 4-22 第一型踏板施力面積為6cm×50cm之掛鉤應力變化表 ...83
表 4-23 第二型踏板施力面積為2cm×50cm之掛鉤應力變化表 ...84
表 4-24 第二型踏板施力面積為6cm×50cm之掛鉤應力變化表 ...85
表 4-25 踏板模擬板於 CNS 規定之應有強度...86
表 4-26 第一型踏板於 CNS 之檢核 ...87
表 4-27 第二型踏板於 CNS 之檢核 ...88
表 4-28 夾具 a、b、c、d 四點應力變化表...91
表 4-29 夾具之最大應力點應力變化表 ...93
表 5-1 踏板實驗及踏板型式編號表...110
表 5-2 踏板之垂直撓度與抗彎強度試驗檢核表 ...116
表 5-3 踏板掛鉤本體及安裝部之剪斷試驗檢核表...117
表 5-4 踏板掛鉤防止外移之剪斷試驗檢核表 ...118
表 5-5 以鐵絲取代防脫落鉤檢核表...119
第一章 第一章 第一章
第一章 緒論 緒論 緒論 緒論
第一節 第一節 第一節 第一節 前言 前言 前言 前言
營造業為其他產業之基礎，營造業之發展往往是帶動其他產業發 展之原動力，然而國內營造業在施工時職災頻傳，職災之發生有兩項 重要因素，不安全行為與不安全環境，而降低職災發生不外乎是藉由 教育訓練來減少不安全行為之發生，提升施工媒介安全性作為減少不 安全環境產生。
在施工現場中最為倚重之施工媒介為施工架，因其功能在於提供 施工人員一個施工時之平台，施工人員也須長期在施工架上活動，是 以其安全性在施工階段中佔相當重要的一環。施工架各構件中水平踏 板為承載施工人員在上方施工以及施工工具之設備，也是施工架上相 當重要的構件，所以其承載力勢必為施工架安全性考量中最為重要的 環節。國內施工災害案例中，以施工架倒塌佔大部分比例，但假設工 程之安全性往往都不被重視市售之水平踏板不符法規規定者佔多 數，且國內現有踏板實驗相關法規並無詳細敘述踏板測試條件，因此 本研究將針對該方面深入探討並提出測試建議。
第二節 第二節
第二節 第二節 研究動機與目的 研究動機與目的 研究動機與目的 研究動機與目的
施工架為假設工程中一項可重複使用之構件，但其重要性在國內 通常不被重視。在行政院勞工委員會勞工安全研究所民國九十四年職 業災害統計中，營造業死亡災害媒介物以施工架比例最高，而營造業 死亡災害類型中又以墜落居為首位，因踏板為施工架上提供施工人員 行動之主要媒介物，其安全性極爲重要。
一般市售之水平踏板品質不一，而廠商所出產之水平踏板不論在 品質或尺寸上各有差異，因無一套設計規範，是以市面上販售之水平 踏板之強度參差不齊，若選用到品質較差之水平踏板如同置施工人員 在危險中施工，在這不安全之施工環境中施工時人員墜落勢必會時常 發生而造成人員傷亡以及工期展延。
本研究之目的在於利用數值模擬分析以及實驗分析市售之水平 踏板，進而提出改善方式以提供業界參考，使往後在施工時能有效降 低施工災害，提升國內施工品質，減少因施工災害而導致工期展延的 事件發生。但國內踏板型式種類繁多，因此本研究對於踏板進行編號 分類，第一型踏板(全鍍鋅安全水平踏板)、第二型踏板(角鋼踏板)以 及第三型踏板(網狀踏板)。
本研究將針對第一型踏板(全鍍鋅安全水平踏板)以及第二型踏板
(角鋼踏板)進行電腦數值模擬以及進行實驗，以國家現有之法規標準 為依據對其作安全性之試驗，從中找出對於兩種不同形式踏板強度造 成影響之各種因素，再對於兩種不同之踏板進行比較。
本研究之數值模擬結果以及實驗後之數據可作為往後業界在施工時 選用水平踏板之參考依據，同時針對其結果加以探討找出補強方式或 提出較佳之設計，對現有水平踏板之法規進行建議。
第三節 第三節
第三節 第三節 研究方法與步驟 研究方法與步驟 研究方法與步驟 研究方法與步驟
本研究將利用文獻回顧法收集國內外各種踏板資料，並參考國內 法規，從比較之後可更明白水平踏板之使用現況。另外採用專家座談 法藉由經驗豐富之專家得知更多水平踏板使用現況，以及藉著模擬方 向能明白現有水平踏板在施工時之使用狀況以及其安全性。使用有限 元素法分析市售之第一型踏板(全鍍鋅安全水平踏板)以及第二型踏 板(角鋼踏板)量測其在受力時之垂直撓度，進而從中比較兩種踏板之 可靠度以及探討水平踏板受力時之影響因子。測試方向則對於市售之 水平踏板進行性能測試，用以評估市售之水平踏板是否符合法規規 定。
研究步驟如下：:
一、收集水平踏板研究資料及案例探討
收集水平踏板相關之研究資料，以及收集因水平踏板而導致工程 意外之案例進行探討。
二、整合國內關於踏板之法規
對於國內現有踏板之法規進行蒐集，整合其對於踏板之相關規 定。
三、整合國內 CNS 規定之踏板試驗
整合國內 CNS 現有之試驗規定，且從中整合出實驗之規定、實驗 之測試重點以及實驗之注意事項。
四、利用 ANSYS 軟體分析第一型踏板(全鍍鋅安全水平踏板)以及第 二型踏板(角鋼踏板)
利用 ANSYS 軟體對於水平踏板進行分析，且從分析中找出第一型踏 板在受力時最大受應力為何處以及其垂直撓度，也利用 ANSYS 分析 在同受力條件下常見之第二型踏板。
五、提出符合 CNS 規定之實驗方法
利用整合 CNS 對於踏板試驗之規定，從各項整合出之要點中，創 造出一項符合 CNS 規定之實驗方法來對於踏板進行實驗。
六、實驗各型式踏板
使用符合 CNS 規定之實驗方法對各種不同型式踏板進行實驗，而 實驗主要之應用機具為油壓機，利用油壓機提供拉力作為水平踏 板之受力載重，由實驗過程中測得踏板之垂直撓度以及載重。
七、對於第一型踏板(全鍍鋅安全水平踏板)以及第二型踏板(角鋼踏板) 之 ANSYS 分析結果及實驗之結果進行比較，由 ANSYS 軟體之分析 結果比較兩種不同踏板在受同等載重時之最大應力以及其垂直撓 度，並由實驗結果探討兩種不同形式之踏板之強度差異以及兩種踏板 之變位情形。
八、探討 CNS 測試規定並提出建議
從電腦模擬以及實驗數據找出水平踏板受力時之弱面，及對 CNS 相關測試進行探討並提出測試建議。
九、結論與建議
將實驗結果以及電腦模擬數據整合出水平踏板之特性，以及針對 其結果進行能提高其安全性之建議以便往後該領域能有更進一步之 突破。
以上研究步驟之流程圖如圖 1-1 所示
圖 1-1 研究流程圖
收集水平踏板資料及 案例探討
收集 CNS 水平踏板實驗規定 收集國內水平踏板相關法規
整合法規及實驗規定
數值模擬水平踏板受不同力 時之情況
探討 CNS 測試規定並提出建 議
結論與建議
實驗研究市售之水平踏板
第二章 第二章
第二章 第二章 文獻回顧 文獻回顧 文獻回顧 文獻回顧
第一節 第一節 第一節 第一節 文獻探討 文獻探討 文獻探討 文獻探討
近年來施工架安全性之研究也隨著職災的重視而增加，國內對於施工 架之研究文獻，多數偏於施工架整體承載力研究，民國八十三年國立 中興大學土木所研究生紀人超之碩士論文[1]針對鋼管施工架模板支 撐安全性進行研究，民國八十四年國立中興大學土木所研究生蔡慰龍 於碩士論文[2]研究中針對施工架受偏心載重、施工架頂層有側向位 移等對施工架整體之承載力進行探討，民國九十二年國立台灣大學應 力研究所研究生黃文鐸之碩士論文[4]中利用有限元素法模擬施工架 不同層數之破壞情形及探討工地常見施工架使用現況探討。
而國內對於施工架中構件提出研究相對較少，行政院勞工委員會勞工 安全衛生研究所研究計畫報告中對於三角托架[5]及先行扶手框[6]研 究中對於施工架上之單一構建進行安全性分析。
民國九十一年國立中興大學土木工程研究所研究生王仁昭之碩士論 文[3]中提到腳踏板對於施工架系統支撐能力及破壞方式之影響進行 數值分析，而其研究主要是探討二至十層雙側交叉拉桿以及單側交叉 拉桿在考慮有踏板條件下之受力情形，而且數值模擬結果顯示在雙側 交叉拉桿時並無明顯看出腳踏板對於施工架之影響，而在對於單側交
叉拉桿進行模擬時，腳踏板之作用性幾乎等於被拆除之單側交叉拉 桿，是以能從中看出腳踏板對於施工架之重要性。
第二節 第二節 第二節 第二節 國內外相關規範探討 國內外相關規範探討 國內外相關規範探討 國內外相關規範探討
國內於法規中以營造安全衛生設施標準[7]、建築技術規則建築設計 施工篇[8]、中國國家標準鋼管施工架 4.2.3[9]對於施工架踏板有相關 規定如表 2-1 所示，而國內又以中國國家標準鋼管施工架檢驗法中 3.2.4[10]對於踏板相關測試規定。
因國人之體型與日本人之體型較相近，本研究於國外施工架踏板關定 之探討，將參照於日本 JIS 對於踏板之相關規定。
表 2-1 國內於施工架踏板之相關規定
規範 內容
建築技術規則建築設 計施工篇 155 條
(施工架之設置)建築工程之施工架應依左列規定：
一、施工架、工作台、走道、梯子等，其所用材料品 質應良好，不得有裂紋，腐蝕及其他可能影響其強度 之缺點。
二、施工架等之容許載重量，應按所用材料分別核 算，懸吊工作架(台)所使用鋼索、鋼線之安全係數不 得小於十，其他吊鎖等附件不得小於五。
三、施工架等不得以油漆或作其他處理，致將其缺點 隱藏。
四、不得使用鑄鐵所製鐵件及曾和酸類或其他腐蝕性 物質接觸之繩索。
五、施工架之立柱應使用墊板、鐵件或採用埋設等方 法予以固定，以防止滑動或下陷。
六、施工架應以斜撐加強固定，其與建築物間應各在 牆面垂直方向及水平方向適當距離內妥實連結固定。
七、施工架使用鋼管時，其接合處應以零件緊結固 定；接近架空電線時，應將鋼管或電線覆以絕緣體 等，並防止與架空電線接觸。
建築技術規則建築設 計施工篇 156 條
工作台之設置應依左列規定：
一、凡離地面或樓地板面二公尺以上之工作台應鋪以 密接之板料：
(一)固定式板料之寬度不得小於四十公分，板縫不得 大於三公分，其支撐點至少應有二處以上。
(二)活動板之寬度不得小於二十公分，厚度不得小於 三‧五公尺，其支撐點至少有三處以上，板端突出支 撐點之長度不得少於十公分，但不得大於板長十八分 之一。
(三)二重板重疊之長度不得小於二十公分。
二、工作台至少應低於施工架立柱頂一公尺以上。
三、工作台上四周應設置扶手護欄，護欄下之垂直空 間不得超過九十公分，扶手如非斜放，其斷面積不得 小於三十平方公分。
營造安全衛生設施標 準 48 條
雇主使勞工於高度二公尺以上施工架上從事作業 時，應依下列規定辦理：
一、應供給足夠強度之工作台。
二、工作台寬度應在四十公分以上並舖滿密接之板 料，其支撐點至少應有兩處以上，並應綁結固定，無 脫落或位移之虞，板料與施工架間縫隙不得大於三公 分。
三、活動式板料如使用木板時，寬度應在二十公分以 上，厚度應在三‧五公分以上，長度應在三‧六公尺 以上；寬度大於三十公分時，厚度應在六公分以上，
長度應在四公尺以上，其支撐點均至少應有三處以 上，且板端突出支撐點之長度應在十公分以上，不得 大於板長十八分之一，板料於板長方向重疊時，應於 支撐點處重疊，其重疊部分之長度不得小於二十公 分。
四、工作台應低於施工架立柱頂點一公尺以上。
前項第三款之板長於狹小空間場所板料長度得不受 限制。
中國國家標準鋼管施 工架 4.2.3
附工作板橫架：附工作板橫架包括工作用板料，長向 撐材，短向撐材及金屬扣鎖，且須符合下列規定。(參 造圖 2-1)
一、須為將工作用板料，長向撐材及短向撐材焊接而 成者，或以彎折加工等將工作用板料及長向撐材成為
一體後焊接於短向撐材者。
二、若為 2 個以上之工作用板料時，其間隙須在 30mm 以下。
三、寬度須在 300mm 以上 500mm 以下，長度須在 1850 以下。
四、若為鋼板製工作用板料時，其厚度須在 1.1mm 以 上。
五、金屬扣鎖須在工作用板料或短向撐材之四角隅用 焊接或鉚釘接合者。
六、若為單板型之金屬扣鎖時，其厚度須在 7.2mm 以 上。
七、金屬扣鎖須具有防止由立架橫材浮起之防脫落 鉤。
框式施工架標準作法及檢 查重點
一、高度 2 公尺以上之施工架工作台應鋪滿密接之板 料使無墜落之虞，搭拆施工架應設置安全母索及使用 安全帶、施工架外側應設置交叉拉桿及下拉桿等防止 墜落設備。
二、板料(附工作板橫架)應設金屬扣鎖及防脫落鉤。
說明：
(1)違反者以違反營造安全衛生設施標準第 59 條第 1 款暨勞工安全衛生法第 5 條第 1 項論處。
(2)有鑑於現有部分板料並未設防脫落鉤，安全替代 方式為板料之金屬扣鎖與立架之橫材結合處，用 2 條 12 號鐵絲以 45 度綁結，鐵絲尾端旋轉 3 圈以上固定，
以避免脫落或位移。
圖 2-1 附工作板示意圖[9]
一、CNS 中國國家標準鋼管施工架檢驗法中 3.2.4 測試方法：
踏板於 CNS 之測試項目包括垂直撓度及抗彎強度測試、金屬扣鎖本 體及安裝部之剪斷測試、金屬口鎖防止外移之剪斷測試，而其測試方 式如以下四點所示，而將其測試項目分類可分為踏板本體測試及踏板 掛鉤測試，而 CNS 規定測試應有強度如表 2-2 所示。
(1)撓度及彎曲試驗：使用加力梁、繫架、加力架，將附工作橫板架 安置於試驗上，如圖 2-2 所示，在其中央部位施加垂直載重，當載重
N{kgf}之數值為依下式計算所得之數值時，測定垂直撓度量及載重之 最大值。
W=0.4L
式內，W：載重[N{kgf}]
L：工作用板料之寬度(mm)
圖 2-2 撓度及彎曲試驗示意圖[10]
(2)金屬扣鎖本體及安裝部之剪斷試驗：用加力梁、繫架、加力架及 載重梁，將附工作板橫架安置於試驗機上，如圖 2-3 所示，在載重梁 之中央部位施加垂直載重，測定載重之最大值。
圖 2-3 金屬扣鎖本體及安裝部之剪斷試驗示意圖[10]
(3)金屬口鎖防止外移之剪斷試驗：使用加力梁、繫梁、加力架及載 重梁，將工作板橫架安置於試驗機上，如圖 2-4 所示在載重梁之中央 部位施加垂直載重，測定載重之最大值。
圖 2-4 金屬口鎖防止外移之剪斷試驗示意圖[10]
(4)切擴鋼網製工作板之撓度及踏穿試驗：
使用附工作板橫架安裝用機具及加壓材，將以切擴鋼網製工作板材構 成之附工作板橫架安置於試驗機上，如圖 2-5 所示，施加垂直載重，
當載重 N{kgf}之數值為依下式計算所得之數值時，測定切擴鋼網製 工作板材之垂直撓度量及載重之最大值。
圖 2-5 切擴鋼網製工作板之撓度及踏穿試驗[10]
W：0.4L
式內，W：載重[{kgf}]
L：工作用板料之寬度(mm) 備考
1.加壓材放置於將切擴鋼網材以焊接等所安裝部份之中央部位。
2.加壓材在圖 2-6 所示部份，須施以圓弧面。
圖 2-6 加壓材示意圖[10]
表 2-2 CNS 中國國家標準踏板強度規範
規定 項目
平均值 最小值
垂直撓度 mm 10 以下
踏板撓度及抗彎強度
最大載重 kgf 寬度(mm)× 1.1 以上 寬度(mm)× 1.0 以上 踏板掛鉤本體及安裝部之抗剪強度 寬度(mm)×4.0 以上 寬度(mm)× 3.6 以上
踏板掛鉤防止外移之抗剪強度 330kgf 以上 300kgf 以上
垂直撓度 mm 10 以下
切擴鋼網製工作板
之撓度及踏穿強度 最大載重 kgf 寬度(mm)× 1.1 以上 寬度(mm)× 1.0 以上
二、JIS 鋼管施工架規範
JIS 規範與 CNS 規範大致相同，不同處為 JIS 規定踏板寬度規定為 240mm 以上 500mm 以下，而 CNS 規定為 300mm 以上 500mm 以下，
試驗規範 JIS 與 CNS 也大致相同，不同處為撓度及彎曲試驗、切擴 鋼網製工作板之撓度及踏穿試驗所用單位不同，JIS 所採單位為 N(如
圖 2-7、2-8 所示)而 CNS 所採單位為 kgf。
圖 2-7 JIS 撓度及彎曲試驗示意圖[11]
圖 2-8 JIS 切擴鋼網製工作板之撓度及踏穿試驗示意圖[11]
第三節 第三節 第三節 第三節 國內施工架踏板使用現況 國內施工架踏板使用現況 國內施工架踏板使用現況 國內施工架踏板使用現況
施工架為可重複性使用之假設工程，而國內普遍對其重視性不 高，是以在國內許多營造廠商所選用之施工架踏板皆以成本為考量中
心，其安全性則為其次，因踏板的重複使用，其強度也會因材料之疲 勞而隨之下降。
國內常使用之踏板其型式多為第二型踏板(圖 2-9)，其與第一型踏 板(圖 2-10)比較，其受力時能受力之斷面相對也會比第一型踏板小，
承載人員以及機具時可能因應力集中而導致材料變形或破壞，而此重 複性使用之構建也會因此縮短其使用壽命。
參照日本所使用之施工架踏板，其踏板形式為網狀(圖 2-11)，將施工 人員之載重以網狀方式將力分散於踏板上，而其承載面也較第一型踏 板小，其能承受載重必會比第一型踏板低。
圖 2-9 第二型踏板(角鋼踏板)
圖 2-10 第一型踏板(全鍍鋅安全水平踏板)
圖 2-11 第三型踏板(網狀踏板) [12]
第四節 第四節 第四節 第四節 國內施工架踏板職災案例探討 國內施工架踏板職災案例探討 國內施工架踏板職災案例探討 國內施工架踏板職災案例探討
國內近年來施工架倒塌事件頻傳，行政院勞工委員會勞工安全研 究所 2005 年職災統計顯示，營造業之死亡人數佔全產業之 53.2%，
而其中 12%為倒塌事件，統計資料顯示每七位死亡勞工就有一位因施 工架意外而死亡。
施工架上之踏板為提供工作人員在上行動施工之構造物，以下所 舉例子皆為因施工時未有承載力足夠之踏板而導致墜落意外。
案例一[13]
(一) 事故背景
民國八十七年元月四日上午八時，嘉義地區黃姓勞工於高處 施工，因施工時無承載力足夠之踏板而導致從 3.7 公尺高處墜落 而導致死亡。
(二) 事故原因
1. 施工時無設置強度足夠之踏板。
2. 該勞工施工時無作防護措施。
3. 該勞工施工前無受安全衛生教育及訓練。
(三) 預防對策
1. 於施工前設置強度足夠之水平踏板以便承載施工人員以及機 具之重量。
2. 施工前確認施工時有能應對意外之安全措施。
3. 施工前雇主應規定勞工事先受過勞工安全衛生教育以及訓 練。
案例二[14]
(一) 事故背景
民國八十七年一月十一日上午十一時，彰化地區陳姓勞工以 及罹難者在施工時，陳姓勞工在施工時聽到巨響，前往查看發現 罹難者從高處墜落，便後將罹難者送醫急救，最後罹難者宣告不 治。
(二) 事故原因
1. 未設置強度足夠之踏板而導致施工人員踏破石膏板墜落地 面。
2. 施工現場未設置安全網以致該勞工墜落時無任何安全措施而 跌落地面造成傷害。
3. 該罹難勞工在施工前未受過勞工安全衛生教育以及訓練。
(三) 預防對策
1. 於施工前設置強度足夠之水平踏板以便承載施工人員以及機 具重量。
2. 開始施工前應設置安全網。
3. 施工前雇主應規定勞工事先受過勞工安全衛生教育以及訓練。
案例三[15]
(一) 事故背景
據現場目擊者稱：94 年 9 月 23 日 16 時許，當時現場包括我 及罹災者共 6 人於工地 M 棟 15 樓屋頂從事女兒牆混凝土澆置作 業，於澆置作業即將完成時，聽到其他工人喊叫罹災者從外牆施 工架上墜落，我過去查看見其墜落仰躺於 13 樓施工架工作台上，
現場人員立即通知救護車將其送醫急救。
(二) 事故原因
1. 高度二公尺以上之施工架工作台與結構體間開口部分未設置 安全網。
2. 施工架踏板掛鉤翹起(如圖 2-12)。
3. 高度二公尺以上之高處作業有墜落之虞，未確實使用安全帶、
安全帽。
(三) 預防對策
1. 施工前確實固定好踏板掛鉤。
2. 施工前確認施工時有能應對意外之安全措施。
3. 施工前雇主應規定勞工事先受過勞工安全衛生教育以及訓練。
圖 2-12 角鋼踏板掛鉤脫落施工架[15]
案例四[16]
(一)事故背景
據○○工程行勞工○○○稱：94 年 05 月 24 日上午 11 時 40 分左 右，當時我站在堤防頂端，將吊車的吊索綁在欲拆除的倒數第二 塊模板頂端，綁好後再由罹災者使用拔釘器將模板與堤防牆面脫 離，正當罹災者要作業時，不慎從施工架最上層墜落至水溝底，
之後由我打 119 叫救護車將罹災者送醫急救，罹災者墜落時有戴 安全帽但未扣帽帶，也沒有戴用安全帶。
(二)事故原因
1. 高度二公尺以上施工架工作台寬度未達四十公分以上，且未設 置護欄、護蓋或安全網 等防護設備。
2. 高度二公尺以上之高處作業，勞工有墜落之虞者，未使勞工
確實使用安全帶、安全帽及其他必要之防護具。
3. 未實施勞工安全衛生教育訓練及預防災變訓練。
4. 未具體告知承攬人有關模板工程作業工作環境、危害因素及 有關安全衛生規定應採取之措施。
(三)預防對策
1. 對於高度二公尺以上之開口部分、工作台等場所作業，勞工有 遭受墜落危險之虞者，應於該處設置護欄、護蓋或安全網等防護 設備。
2. 於高差超過一．五公尺以上之場所作業時，應設置能使勞工 安全上下之設備。
3. 於高度二公尺以上施工架上從事作業時，工作台寬度應在四 十公分以上並舖滿密接之料板。
圖 2-13 職災現場施工架[16]
第三章 第三章
第三章 第三章 研究方法 研究方法 研究方法 研究方法
第一節 第一節 第一節 第一節 有限元素法電腦輔助分析 有限元素法電腦輔助分析 有限元素法電腦輔助分析 有限元素法電腦輔助分析
有限元素法運用領域非常廣泛，包括了線性結構力學、非線性結構力 學、流體力學、結構動力學、熱力學等。將實體的物件，分割成不同 種類、大小、小區域稱為有限元素。利用不同領域的需求，推導出每 一個元素的作用力方程式，組合整個系統的元素，構成系統方程式，
最後將系統方程式求解。有限元素在工業界的應用已經超過一百年以 上的歷史，發展上是從結構矩陣分析的方法開始發展，首先是由樑及 桁架為主的鋼構上應用，但推廣至今已經可以應用在許多物理領域，
而有限元素法具有下列六點特色：
1. 整個系統離散為有限個元素。
2. 利用最低能量原理(Minimum Potential Energy Theory)與泛函數值 定理(Stationary Functional Theory)轉換成一組線性聯立方程式。
3. 處理過程簡明。
4. 整個區域做離散處理，需龐大的資料輸出空間與計算機容量，解 題耗時。
5. 線性、非線性均適用。
6. 無限區域之問題較難模擬。
元素為有限元素的主軸，它是經由許多節點組合而成，存在形式可以 是點元素、線元素、面元素以及體積元素(如圖3-1所示)等，每一節點 都具有其物理意義，在節點上都有描述這些物理量的變數。這些變數 就是所謂的節點自由度(Degree of Freedom)。一般節點通常包含UX、
UY、UZ這三個自由度，如在薄殼元素上就增加了POTX、POTY及 POTZ等共六個自由度。因此節點自由度通常與所選用的自由度有所 相關(如圖3-2所示)。
圖 3-1 元素種類
圖 3-2 元素自由度個數
一般完整的有限元素方程式包含前置處理、解題程式和後置處理。
前置處理包含了建立有限元素模型輸入的資料(如節點、座標資料、
元素內節點排列次序)、材料特性、元素切割、邊界條件、負荷條件。
解題程式利用資料反算求取應力、應變、反作用力等。後置處理是將 解題部分所得之解答(如變位、應力、應變等)資料經由圖形介面以不 同表示方法表示出來(如變位圖、應力圖、應變圖)也可以查核想得知 之節點之變位、應力、應變等資料。
ANSYS有限元素套裝軟體是一個多用途的有限元素法電腦設計程 式，可用來求得結構、流體等問題的解答。而此套軟體包含以下九點
功能。
1. 基於工程學的理論以及許多數值分析的理論及技術。
2. 可解決大部分工作上的問題。
3. 使用相當有效的解題技術。
4. 以使用者為導向，以易於定義問題。
5. 完全由問題的定義以推得結果。
6. 有完整且高度技巧的圖形表示能力。
7. 有完整的文件解釋並有完整的例題且經過許多的驗證。
8. 有完整的工程及學術人員繼續發展新的技術。
9. 每年有完善的研討會，並有完整的電子佈告欄幫助使用者解決問 題。
第二節 第二節 第二節 第二節 實驗流程與目的 實驗流程與目的 實驗流程與目的 實驗流程與目的
依據 CNS 所規定試驗中可把實驗分為踏板本體實驗及踏板掛鉤實驗 (如表 3-1、3-2 所示)，而踏板本體之實驗可劃分成切擴鋼網製及一般 踏板，一般踏板在抗彎及垂直撓度測試中未考慮到施力面積，而切擴 鋼網製之踏板規定施力面積為10cm×15cm。踏板掛鉤之測試可分為踏 板抗剪強度及脫鉤試驗，其施力面積皆未有明確規定，踏板掛鉤本體
及安裝部之剪斷試驗中 CNS 規定施力處需距掛鉤末端 20cm，踏板掛 鉤 防 止 外移 之 抗剪 強 度 測試 中 則規 定 支 撐位 置 需距 離 掛 鉤末 端 20cm。各測試項目整理如表 3-1、3-2。
表 3-1 踏板本體測試項目表
測試項目 踏板本體測試
項目分類
一般踏板之垂直撓度及抗 彎強度
切擴鋼網製工作板之撓度及踏 穿強度
試驗規範
測試時之載重量為 W(單 位：kgf) 。
1.測試時之載重量為 W(單位：
kgf) 。
2. 集 中 載 中 隻 施 力 面 積 須 為 10cm× 15cm 之斷面積。
測試機具
1.試驗加壓板：提供載重施 於踏板之媒介。
2.加力架：放置踏板之支撐 架。
1. 10cm×15cm試驗加壓板：提 供施予一10cm×15cm面積之集 中載重於踏板之媒介。
2. 加力架：放置踏板之支撐架。
試驗目的
1.踏板之垂直撓度量 2.最大載重值
1.踏板之垂直撓度量 2.最大載重值
備註
L W =0.4
L：踏板之寬度(單位：mm)
表 3-2 踏板掛鉤測試項目表
測試項目 踏板掛鉤強度測試
項目分類
踏板掛鉤本體及安裝部之剪斷 試驗
踏板掛鉤防止外移之剪斷試驗
施力方式 施力於踏板上 施力於掛鉤鉤放之圓管上
試驗規範
1.測試時之載重施力位置為踏板 兩端掛鉤往踏板方向 20cm 處。
2.載重施力時踏板施左右兩邊施 力處須兩邊同時施力。
1.測試時之固定位置為掛鉤外緣 往踏板方向 20cm 處。
2.載重施力時踏板施左右兩邊施 力處須兩邊同時施力。
測試機具
1.試驗加壓板：提供同時施放載 重於踏板掛鉤往踏板方向 20cm 處之媒介。
2.加力架：放置踏板之支撐架。
1.試驗加壓板：提供同時施放載 重於踏板掛鉤鉤放之圓管上。
2.加力架：放置踏板之支撐架。
試驗目的 掛鉤材料破壞時之載重量
掛鉤材料破壞或圓管脫離掛鉤之 載重量
依照 CNS 規定之試驗擬出踏板本體實驗(一般踏板、切擴鋼網製踏板 之垂直撓度及抗彎強度試驗)以及踏板掛鉤實驗(踏板掛鉤本體及安 裝部之剪斷試驗、踏板掛鉤防止外移之剪斷試驗)流程，其實驗流程 如下所示：
1.踏板本體測試：
(1) 一般踏板撓度及抗彎強度測試：
(a)將踏板放置於支撐架上，如圖 3-3 所示。
圖 3-3 踏板強度測試示意圖
(b)將加壓板放置於踏板中心，如圖 3-4 所示。
圖 3-4 踏板強度測試加壓板放置於踏板中心示意圖
(c)在踏板上施放載重直到載重量達到 W，如圖 3-5 所示。
圖 3-5 踏板強度測試施放載重直到載重量達到 W 之示意圖
(d)量測踏板垂直撓度量
踏板
支撐架 支撐架
踏板 加壓板
支撐架 支撐架
支撐架 支撐架
踏板 W 加壓板
(e)繼續增加 W 值使踏板破壞量測其載重值 (2) 切擴鋼網製工作板之撓度及踏穿強度測試：
(a)將踏板放置於支撐架上，如圖 3-6 所示。
圖 3-6 撓度及踏穿強度測試示意圖
(b)將尺寸之10cm×15cm加壓板放置於踏板上，如圖 3-7 所示。
圖 3-7 撓度及踏穿強度測試將10cm×15cm加壓板放置於踏板上之示意圖
(c)在踏板上施放載重直到載重達到 W，如圖 3-8 所示。
支撐架 支撐架
踏板 尺寸
10 cm × 15 cm
之加壓板支撐架 支撐架
圖 3-8 撓度及踏穿強度測試施放載重直到載重達到 W 示意圖
(d)量測踏板垂直撓度量
(e)繼續增加 W 值使踏板破壞量測其載重值 2.踏板掛鉤測試：
(1) 踏板掛鉤本體及安裝部之抗剪強度測試：
(a)將踏板放置於支撐架上，如圖 3-9 所示。
支撐架 支撐架
圖 3-9 掛鉤強度測試放置踏板於支撐架上示意圖
(b)將加壓板放置於踏板上且 a、b 兩點與掛鉤末端距離為 20cm，如圖 3-10 所示。
踏板
尺寸
10 cm × 15 cm
之加壓板支撐架 支撐架
W
圖 3-10 掛鉤強度測試放置加壓板之示意圖
(c)施放載重直到踏板兩邊掛鉤材料疲勞破壞，如圖 3-11 所示。
圖 3-11 掛鉤強度測試載重示意圖
(d)量測載重 F 值
(2)踏板掛鉤防止外移之抗剪強度測試：
支撐架 支撐架
加壓板
F
掛鉤材料疲勞 掛鉤材料疲勞
支撐架 支撐架
20cm 20cm
a b
加壓板
踏板
(a)將踏板放置於支撐架上且掛鉤鉤住一圓管，掛鉤最外緣與支 撐架相距 20cm，如圖 3-12 所示。
圖 3-12 抗剪強度測試示意圖
(b)將加壓板放置於踏板掛鉤上之圓管，如圖 3-13 所示。
圖 3-13 抗剪強度測試放置加壓板之示意圖
加壓板 踏板
支撐架 支撐架 掛放踏板掛鉤之圓管
踏板
支撐架 支撐架
20cm 20cm
(c)施放載重直到踏板兩邊掛鉤材料疲勞或掛鉤扣住之圓管脫 離掛鉤，如圖 3-14 所示。
圖 3-14 抗剪強度測試載重之示意圖
(d)量測載重 F 值
加壓板
支撐架 踏板 支撐架
F
第四章 第四章
第四章 第四章 施工架踏板之模擬分析 施工架踏板之模擬分析 施工架踏板之模擬分析 施工架踏板之模擬分析
第一節 第一節 第一節 第一節 施工架踏板模有限元素法模型建立 施工架踏板模有限元素法模型建立 施工架踏板模有限元素法模型建立 施工架踏板模有限元素法模型建立
本研究之模擬踏板非切擴鋼網製因此在模擬踏板本體實驗時施 力面積將不考慮10cm×15cm之施力面積，因此本研究之模擬將針對一 般踏板抗彎測試、撓度量測、踏板掛鉤本體及安裝部之剪斷測試、踏 板掛鉤防止外移之抗剪強度測試。
利用 ANSYS 對於第一型踏板(全鍍鋅安全水平踏板)以及第二型 踏 板 ( 角 鋼 踏 板) 進行 有 限 元素 分 析， 模 型 建立 所選 用 之 元 素為 SOLID92(其元素模型如圖 4-1 所示)，而分析時所採之單位尺寸為公 尺，單位施力為牛頓，材料之楊氏係數為2.04×1011N m2波松比為 0.3。
本研究分析之第一型踏板以及第二型踏板其尺寸皆為長 170 公 分寬 50 公分之踏板而踏板之厚度皆為 0.2 公分(如圖 4-2，4-3 所示)，
而掛鉤長度為 11 公分，內徑設定為 4.5 公分，第一型踏板板面空隙 為 3cm。
圖 4-1 SOLID92 元素模型圖
圖 4-2 第一型踏板模型建立
圖 4-3 第二型踏板模型建立
50cm
170cm
170cm 50cm
第二節 第二節
第二節 第二節 踏板之垂直撓度及抗彎強度模擬 踏板之垂直撓度及抗彎強度模擬 踏板之垂直撓度及抗彎強度模擬 踏板之垂直撓度及抗彎強度模擬
一、初始條件之設定 1. 踏板之垂直撓度測試
於踏板中間放置12cm×50cm (如圖 4-4、4-5 所示)、2cm×50cm(如圖 4-6、4-7 所示)之施力媒介，依照 CNS 之規定 W=0.4L(踏板寬度為 500mm) ，在媒介物上施予 200kgf 之載重，並對受力後不同受力面 積之全鍍鋅安全水平踏板及角鋼踏板撓度進行比較。
2. 踏板之抗彎強度測試
於踏板中間放置12cm×50cm (如圖 4-4、4-5 所示)、2cm×50cm(如圖 4-6、4-7 所示)之媒介，依照 CNS 之規定於踏板上施放載重，先以 CNS 規定之平均 550kgf 模擬(踏板寬度(mm)× 1.1；踏板寬度為 500mm)，
如踏板尚未破壞則繼續加載重直到破壞並推估其最大載重量。
圖 4-4 第一型踏板施力面積為12cm×50cm之示意圖
圖 4-5 第二型踏板施力面積為12cm×50cm之示意圖
圖 4-6 第一型踏板施力面積為2cm×50cm之示意圖
圖 4-7 第二型踏板施力面積為2cm×50cm之示意圖
二、模擬結果判定方式 (一) 踏板之垂直撓度測試
當載重達 200kgf 時量測其垂直撓度，垂直撓度小於 CNS 規定 10mm 方為合格。
(二)踏板之抗彎強度測試
在踏板中間施放載重，並且分析施力媒介與踏板交接處之應力，分析 之應力點為踏板外緣下方無加勁之點，當其應力超過鋼之降服強度則 視為踏板已破壞(鋼降服之應力值為：2.45×108 2
m N )。
1 第一型踏板施力面積為2cm×50cm分析之應力點為：A、B、C、D 四點，如圖 4-8 所示。
2 第一型踏板施力面積為12cm×50cm分析之應力點為： E、F、G、H 四點，如圖 4-9 所示。
3 第二型踏板施力面積為2cm×50cm分析之應力點為：I、J、K、L 四 點，如圖 4-10 所示。
4 第二型踏板施力面積為12cm×50cm分析之應力點為：M、N、O、P 四點，如圖 4-11 所示。
圖 4-8 施力面積為2cm×50cm之第一型踏板應力量測圖
C 點 D 點
A 點 B 點
圖 4-9 施力面積為12cm×50cm之第一型踏板應力量測圖
G 點 H 點
E 點 F 點
圖 4-10 施力面積為2cm×50cm之第二型踏板應力量測圖
K 點 L 點
I 點 J 點
圖 4-11 施力面積為12cm×50cm之第二型踏板應力量測圖
三、數值模擬結果分析 (一). 踏板之垂直撓度測試
1. 第一型踏板施力面積為2cm×50cm
設定一個 200kgf 之下壓力作用於2cm×50cm之施力媒介上，其垂直撓
O 點 P 點
M 點 N 點
度變化為 1.960mm(如圖 4-12 所示)。
2. 第一型踏板施力面積為12cm×50cm
設定一個 200kgf 之下壓力作用於12cm×50cm之施力媒介上，其垂直撓 度變化為 1.877mm(如圖 4-13 所示)。
3. 第二型踏板施力面積為2cm×50cm
設定一個 200kgf 之下壓力作用於2cm×50cm之施力媒介上，其垂直撓 度變化為 3.464mm(如圖 4-14 所示)。
4. 第二型踏板施力面積為12cm×50cm
設定一個 200kgf 之下壓力作用於12cm×50cm之施力媒介上，其垂直撓 度變化為 3.165mm(如圖 4-15 所示)。
圖 4-12 第一型踏板施力面積為2cm×50cm受 200kgf 之變位圖
圖 4-13 第一型踏板施力面積為12cm×50cm受 200kgf 之變位圖
圖 4-14 第二型踏板施力面積為2cm×50cm受 200kgf 之變位圖
圖 4-15 第二型踏板施力面積為12cm×50cm受 200kgf 之變位圖
2. 踏板之抗彎強度測試
(一) 第一型踏板施力面積為2cm×50cm
模擬時所設定之下壓力為 500kgf(CNS 規定強度=踏板寬度×1.0，踏板 之寬度為 500mm)，而在 500kgf 時 A、B、C、D 四點應力已達到鋼 之降服強度(2.45×108N m2)，因此重新規劃下壓力大小，以 100kgf 開 始施力在往後模擬中下壓力以 100kgf 遞增，直到下壓力為 400kgf 時 B 點之應力值已達到鋼之降服強度，而 A、C、D 三點皆已降服。因 設定為線性分析，所以以 B 點為破壞基準用內差法推估破壞時之載 重為 400 kgf。受不同載重時 A、B、C、D 四點之應力變化如表 4-1 所示。
(二) 第一型踏板施力面積為12cm×50cm
模擬時所設定之下壓力為 500kgf(CNS 規定強度=踏板寬度×1.0，踏板 之寬度為 500mm)，而在 500kgf 時 E、F、G、H 四點應力已達到鋼之 降服強度(2.45×108N m2)，因此重新規劃下壓力大小，以 100kgf 開始 施力在往後模擬中下壓力以 100kgf 遞增，下壓力為重新規劃下壓力 大小，400kgf 時 E、F、G、H 四點之應力尚未達到鋼之降服強度，
因此推測破壞時之下壓力介於 400kgf~500kgf 之間。因設定為線性分 析且 H 點之應力為四點最低，所以以 H 點為破壞基準用內差法推估 破壞時之載重為 479kgf。受不同載重時 E、F、G、H 四點之應力變 化如表 4-2 所示。
(三) 第二型踏板施力面積為2cm×50cm
模擬時所設定之下壓力為 500kgf(CNS 規定強度=踏板寬度×1.0，踏板 之寬度為 500mm)，而在 500kgf 時 I、J、K、L 四點應力皆已達到鋼 之降服強度(2.45×108N m2)，因此重新規劃下壓力大小，以 100kgf 開 始施力在往後模擬中下壓力以 100kgf 遞增，直到下壓力為 400kgf 時 I、J、K、L 四點之應力值已大於鋼之降服強度，因此推測破壞時之 下壓力介於 300~400kgf 之間。因設定為線性分析且 I 點為四點中應 力最低點，所以以 I 點當作破壞基準點用內差法推估破壞時之載重為 360kgf。受不同載重時 I、J、K、L 四點之應力變化如表 4-3 所示。
(四) 第二型踏板施力面積為12cm×50cm
模擬時所設定之下壓力為 500kgf(CNS 規定強度=踏板寬度×1.0，踏板 之寬度為 500mm)，而在 500kgf 時 M、N、O、P 四點應力已達到鋼 之降服強度(2.45×108N m2)，因此重新規劃下壓力大小，以 100kgf 開 始施力在往後模擬中下壓力以 100kgf 遞增，直到下壓力為 400kgf 時 M、N、O、P 四點之應力值尚未達到鋼之降服強度，因此推測破壞時 之下壓力介於 400~500kgf 之間。因設定為線性分析且 N、O 之應力 值為四點中最低兩點，所以以 N、O 兩點當作破壞基準用內差法推估 破壞時之載重為 454kgf。受不同載重時 M、N、O、P 四點之應力變 化如表 4-4 所示。
表 4-1 第一型踏板受集中載重時 A、B、C、D 點之應力變化表
第一型踏板(施力面積為2cm×50cm) 掛鉤
載重
A B C D
100 6.38E+07 6.13E+07 6.47E+07 6.26E+07 200 1.28E+08 1.23E+08 1.29E+08 1.25E+08 300 1.92E+08 1.84E+08 1.94E+08 1.88E+08 400 2.55E+08 2.45E+08 2.59E+08 2.50E+08 500 3.19E+08 3.06E+08 3.23E+08 3.13E+08 載重之單位：kgf，應力之單位：N m2
破壞時之載重為：400 kgf
表 4-2 第一型踏板受集中載重時 E、F、G、H 點之應力變化表
第一型踏板(施力面積為12cm×50cm) 掛鉤
載重
E F G H
100 5.74E+07 5.15E+07 5.59E+07 5.11E+07 200 1.15E+08 1.03E+08 1.12E+08 1.02E+08 300 1.72E+08 1.54E+08 1.68E+08 1.53E+08 400 2.29E+08 2.06E+08 2.24E+08 2.04E+08 500 2.87E+08 2.57E+08 2.80E+08 2.56E+08 載重之單位：kgf，應力之單位：N m2
破壞時之載重為：479 kgf
圖 4-16 第一型踏板施力面積為2cm×50cm之應力圖
圖 4-17 第一型踏板施力面積為12cm×50cm之應力圖
表 4-3 第二型踏板受集中載重時 I、J、K、L 點之應力變化表
第二型踏板(施力面積為2cm×50cm) 掛鉤
載重
I J K L
100 6.80E+07 7.24E+07 7.28E+07 7.24E+07 200 1.36E+08 1.45E+08 1.46E+08 1.45E+08 300 2.04E+08 2.17E+08 2.18E+08 2.17E+08 400 2.72E+08 2.90E+08 2.91E+08 2.89E+08 載重之單位：kgf，應力之單位：N m2
破壞時之載重為：360 kgf
