在混凝土灌漿（澆置）階段，「模板支撐架倒塌」高居營造業重大職災的前三名。灌漿時，混凝土屬於流體狀態，除了極重的垂直自重，還伴隨著泵浦車壓送的衝擊力與堆積荷載；而另一項先前討論到的施工架「壁連座錨碇深度」，則是確保外牆鷹架不被拔出的關鍵。
以下為您針對這兩個高風險假設工程項目，提供結構計算書的核心公式與國家法定規範：
一、 模板支撐架之荷重與挫屈計算（以鋼管支柱型式為例）
依據我國《
營造安全衛生設施標準》第三章「模板支撐」之規定，專任工程人員在設計支架間距時，必須進行嚴格的荷重與抗挫屈檢算。
1. 垂直設計荷重 (\(W_{\text{總}}\)) 的組成
模板支撐架要承受的不是只有混凝土重量，計算書中的總荷載公式為：
\(W_{\text{總}}=D_{\text{混凝土自重}}+D_{\text{模板自重}}+L_{\text{施工活荷重}}+P_{\text{衝擊荷載}}\)
- 混凝土自重 (\(D_{\text{混凝土}}\))：鋼筋混凝土每立方公尺重高達 2,400 kgf/m³。若樓板厚度為 20 公分（0.2m），每平方公尺荷載即為 \(2,400 \times 0.2 = 480 \text{ kgf/m}^2\)。
- 模板自重 (\(D_{\text{模板}}\))：木模與角材自重，通常保守估計取 30 ~ 50 kgf/m²。
- 施工活荷重與衝擊 (\(L + P\))：依據《營造標準》第 131-1 條規定，垂直設計荷重之活荷重不得小於每平方公尺 150 kgf（包含澆置機械、工作路徑、人員堆積等）。
- 小計：設計時，每平方公尺板面至少需承受 \(480 + 50 + 150 = \mathbf{680 \text{ kgf/m}^2}\) 的向下壓力。
2. 單根鋼管支柱的「抗挫屈（Buckling）」極限計算
鋼管支柱（可調式鋼單管）屬於細長受壓構件，它不是被「壓碎」的，而是因為太長而從中間「挫屈彎曲」折斷。
依據歐拉挫屈公式（Euler's Buckling Formula）變形修正，單根支柱的容許臨界軸向壓力 (\(P_{cr}\)) 為：
\(P_{cr}=\frac{\pi ^{2}\cdot E\cdot I}{(k\cdot L)^{2}}\)
- E：鋼材彈性模數（約 \(2.04 \times 10^6 \text{ kgf/cm}^2\)）。
- I：鋼管截面慣性矩（由鋼管管徑與壁厚決定）。
- L：支柱高度（樓層高度，例如 3.5 公尺）。
- k：有效長度係數。若兩端皆為鉸接，\(k=1.0\)；若頂端未裝設適當的水平水平繫條（橫桿）與斜撐，導致頂端晃動，\(k\) 值會飆升至 2.0，使抗挫屈能力瞬間萎縮成原本的 \(\frac{1}{4}\)。
3. 實務檢算與間距決定
假設經工廠試驗與規範折減，一根高度 3.5 米的合格鋼管支柱，其安全容許承載力 \(P_{allow} = 1,200 \text{ kgf}\)。
- 每一根支柱可以分擔的板面面積：
\(\text{分擔面積 }A=\frac{P_{allow}}{W_{\text{總}}}=\frac{1,200\text{\ kgf}}{680\text{\ kgf/m}^{2}}\approx 1.76\text{\ m}^{2}\) - 因此，現場橫絲木與立柱的佈設間距，通常會設定為 1.2 公尺 × 1.2 公尺（分擔面積 \(1.44 \text{ m}^2 < 1.76 \text{ m}^2\)），此時安全係數為：
\(SF=\frac{1200}{680\times 1.44}\approx 1.22\)
(註：若灌漿時發生混凝土局部局部堆積過高，安全係數極易被吃掉，因此必須嚴格限制堆積高度)
二、 壁連座在混凝土牆上的「錨碇深度與拉拔規範」
先前討論到施工架在強風下會承受巨大的外推力或吸力（拉拔力），壁連座（Wall Ties）必須透過金屬膨脹螺栓（壁虎）固定在已經固化的結構牆上。
1. 錨碇深度的法定標準
依據勞動部職業安全衛生署發布之《施工架作業安全檢查構造標準》與內政部營建法規：
- 最小有效錨碇深度（埋深，\(h_{ef}\)）：壁連座之膨脹螺栓打入結構混凝土牆內，其有效內埋深度不得小於 4.5 公分（45mm）。
- 外牆裝飾層之扣除：若結構牆外面已經有打底粉刷層（1~2公分）或磁磚，粉刷層絕對不能算入錨碇深度。螺栓必須打得更深，確保穿過裝飾層、直達實心混凝土內部達 4.5 公分以上。
- 混凝土強度要求：安裝壁連座的結構體，其混凝土抗壓強度（\(f_{c}^{\prime }\)）至少需達到 \(140 \text{ kgf/cm}^2\)（一般需養護 7 天以上），絕不能打在尚未硬化、外表還在冒汗的「綠色混凝土」上。
2. 拉拔強度（Pull-out Capacity）現場驗算
結構計算書中，單個壁連座的容許抗拉力通常設定為 2,000 kgf。但在施工現場，為了預防「混凝土蜂窩、打設孔徑過大、螺栓未逼緊」等施工瑕疵，法規與高規格工地（如科技廠）有以下強制要求：
【壁連座現場拉拔試驗標準】 1. 進場抽檢：依總安裝數量的特定比例 (如 1% ~ 5% 或每樓層至少 3 處) 進行現場拉拔油壓千斤頂測試。 2. 試驗荷載：現場拉拔測試值必須達到設計拉力的 1.5 倍 (即實際拉到 3,000 kgf) 且錨碇無滑移或結構混凝土無錐體破壞 (Cone Failure)。 3. 禁止打在磚牆或輕隔間：壁連座必須百分之百鎖在鋼筋混凝土 (RC) 主體結構上，嚴禁錨碇於非結構磚牆或輕質灌漿牆。
三、 綜合工安總結：兩者的連鎖破壞防禦
不論是模板支撐還是施工架，假設工程的核心在於「系統整體的穩定度（Stability）」：
- 模板支撐架：只要有一根立柱因為沒有綁水平橫桿（繫條）而發生挫屈彎曲，重達數十噸的流體混凝土就會向該側傾倒，瞬間產生巨大的水平剪力，進而引發整層樓板的「骨牌式崩塌」。
- 施工架壁連座：若有一處壁連座因為錨碇深度不足在強風中被拔出，鄰近的壁連座分擔受力就會瞬間加倍並相繼拔出，導致整面鷹架像風箏一樣被強風扯落。
對於上述的假設工程安全，您是否需要進一步參考「模板支撐架的水平安全繫條（橫桿）與斜撐的法定設置剪力規範」，或是想了解如何利用「3D 鷹架施工圖模擬（BIM）」在事前揪出設計盲點？
