指導老師：蕭科育
學 生：張永松
摘 要
隨工業4.0[1]趨勢發展及建築資訊模型化（Building Information Modeling-BIM）[2~5]概念之出現，二者已成為現今產業升級之解決之道。在面臨近年產業轉型或升級之壓力下，台灣已在電子、電機與機械產業發展多年。然土木業雖為傳統產業之一，在人力資源日益缺乏與老化下，產業轉型升級之步伐，更顯得日益迫切並必須朝智慧生產製造方向大步邁進。本專題利用視覺化之Visual Basic 程式製作出『高強度螺栓接頭自動化設計』。以補業界常用之結構分析軟體，接頭設計之不足，並大幅提升設計效率。本專題初步僅以鋼結構容許應力法(Allowable Stress Design-ASD)[6]為程式撰寫之規範依據，總計開發出ASD螺栓直剪接合之螺栓接頭模式，經程式測試均能達到預期精確度，且因程式視覺化更可利於使用者使用、免查表不出錯，期能為土木業鋼構設計之智慧製造生產提供棉薄之力。後續研究可朝ASD螺栓扭剪接合、ASD螺栓拉剪接合、ASD螺栓彎剪接合等四大螺栓接頭模式及鋼結構極限設計法(Load and Resistance Factor Design-LRFD)[7]繼續邁進努力。
關鍵詞：工業4.0、BIM、鋼結構接合、高強度螺栓接頭、Visual Basic
第一章 緒論
1-1前言
本次之專題研究進行，望能經由此次專題製作之方式，建立一套屬於土木工程專屬及符合我國台灣工程實際進行時，可使用之模擬軟體。然侷限於學識甚淺，及土木工程包涵範圍甚廣。學生故僅以『鋼結構高強度螺栓接頭之自動化設計』為例，對於現行鋼結構之高強度螺栓結合之方式及應用，例用Visual
BASIC模擬及演算螺栓結合於實際工程運用時之安全強度。
雖實際建築工程業中，類似軟體多如牛毛、學生製作此一類似功能軟體，疑有舉他山之石之嫌。然學生深信我國臺灣之軟實力不輸於先進國家，更盼日後能看到我國臺灣研發一套工程上使用之軟體，而非似今只可依靠先進國家，最終做到後來居上之舉。
1-2研究動機與目的
《中庸》中曾述及：『凡事豫則立，不豫則廢。』舉凡現今建築業工期之進展，可分為前期、中期、後期等工期進展階段。相關工務單位於各不同階段中各司所職。期間前期之準備更需耗費人力資源進行規劃工作，其目的，只為後續之工期展延。又因近年相關技術人員工資日漸增加，業主不得不追求人力成本降低。進而尋求科技之便。例如：電腦輔助製圖之便，替代了以往手工製圖之不便。更因電腦科技日亦進步，相關電腦輔助軟體接續上市，例：3D模型建立軟體AutoDisk
Revit
及鋼結構
3D模型建立軟體
Tekla。進而達到學界與建築業界所推廣之BIM系統及業主於前期規劃工作時之時效性及人力成本之最大精簡化。
學生於求學階段時期，放眼及使用台灣建築業相關之電腦輔助軟體應用而言，以目前大環境而言，相關建築業者對於電腦輔助軟體於工程應用上，只能依循先進國家之軟體開發及緊跟其後學習及利用。然『橘踰淮為枳』之理，仍可於軟體學習及實際工程應用上，發現諸多無法執行或不適我國台灣工程現實處。而現行解決辦法只可向原軟體公司反應，或是利用程式撰寫方式，執行外掛方式達到業主所需之軟體功能。
1-3研究範圍
本研究係以『高強度螺栓接頭自動化設計』為研究對象，其目的如下：
一.對高強度螺栓接頭於鋼結構實際接合應用時，能有更進一步之了解。
●直剪接合之應用。
二.對於高強度螺栓之規格，能有更進一步之了解。
三.對於鋼結構設計時，使用之鋼材，能有更進一步之了解。
四.對於鋼結構設計時，使用之相關設計規範及施行細則，能有更進一步之了解。