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系統識別號 U0026-1408201715522000
論文名稱(中文) 高科技廠房懸吊式運輸系統之耐震補強研究
論文名稱(英文) A Study on Seismic Retrofit of Suspended Transportation Systems in a High-tech Fabrication Plant
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 建築學系
系所名稱(英) Department of Architecture
學年度 105
學期 2
出版年 106
研究生(中文) 黃秉毅
研究生(英文) Bing-Yi Huang
學號 N76044317
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 114頁
口試委員 口試委員-黃震興
口試委員-鍾育霖
指導教授-姚昭智
中文關鍵字 設備物  耐震補強  高科技廠房  懸吊式運輸系統 
英文關鍵字 non-structural component  seismic retrofit  high-tech fab  suspended transportation system 
學科別分類
中文摘要 2016年0206地震對南科造成嚴重災損,以某面板廠為例,該廠房無塵室內的懸吊式物料運輸系統(Overhead Conveyor, OHCV)在地震中晃動劇烈,並與相鄰之倉儲系統撞擊導致產品損壞。本研究旨在進行懸吊式運輸系統之耐震補強設計,透過數值分析與實驗驗證提出以補強框架安裝於既有懸吊桿件之間,提供系統側向剛度以降低位移量。
本研究以現場微振動實驗對OHCV系統進行系統識別,發現OHCV系統長向之自振頻率(1.2Hz)與該廠房結構體之自振頻率(1.0Hz)接近,並由0206地震時OHCV系統的震損狀況與數值分析結果證實該系統與廠房結構係因共振現象導致位移過大。
本文藉由SAP2000進行動力歷時分析,輸入0206地震時廠房樓板實測加速度歷時,分析結果顯示現況OHCV系統加速度放大倍數達4倍。而經過補強後分析結果顯示本文所提出之補強可有效降低加速度放大效應及系統位移量。
本研究所提出之補強框架設計中,對於數值分析難以模擬之細部接頭設計是以元件側推試驗進行多階段的改善,逐漸提升補強框架之接合強度與整體剛度,最後試驗結果顯示補強框架之剛度接近數值分析結果。
最後,本研究將補強元件應用至全尺寸側推實驗,以驗證補強設計之效果。由補強前後實驗結果之比較發現,補強後足尺試體之自振頻率由0.8Hz提高至2.5Hz,而在設計地震力作用下,補強後系統剛度提升6倍。此實驗結果證實本研究所提出之補強設計可有效提升OHCV系統之耐震能力。
英文摘要 This study investigates the seismic capacity of a suspended transportation system in the cleanroom of a high-tech fab. By using numerical and experimental method, a seismic retrofit program is purposed and proved to be effective in reducing the displacement during earthquake. To calibrate numerical models and estimate connection strength, component tests were carried out. Experimental results indicated that the strength and stiffness of components used for retrofit has been improved. Finally, a series of full-scale experiments were conducted to verify the rigidity of the systems before and after retrofit. Numerical analysis based on experimental results indicated that the retrofit program reduce the seismic response of the system by 74%.
論文目次 摘要 I
Extended Abstract II
誌謝 VII
目錄 VIII
表目錄 X
圖目錄 XI

第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究方法與流程 1
1.3 文獻回顧 4
第二章 懸吊式運輸系統之動力特性 7
2.1 OHCV系統 7
2.1.1 構造方式 7
2.1.2 結構型式與震損狀況 9
2.2 OHCV之動力特性 9
2.2.1 微振動實驗原理 10
2.2.2 隨機遞減法 10
2.2.3 微振動量測 13
2.2.4 微振資料分析與結果 14
2.2.5 小結 28
第三章 OHCV之耐震分析與補強設計 29
3.1 設計標準 29
3.2 補強策略 30
3.3 SAP2000數值分析 34
3.3.1 現況模擬 34
3.3.2 補強模擬 41
3.4 小結 51
第四章 現況實驗與分析 53
4.1 實驗設置 53
4.2 現況自由振動實驗 56
4.3 現況側推實驗 59
4.4 數值分析與實驗結果比較 64
4.5 小結 66
第五章 補強實驗與分析 67
5.1 前言 67
5.2 補強元件設計 68
5.2.1 設計細節 68
5.2.2 強度分析 71
5.3 補強元件試驗 73
5.3.1 框架側推試驗 73
5.3.2 吊點抗滑移試驗 92
5.4 補強足尺實驗 96
5.4.1 補強後自由振動實驗 99
5.4.2 補強後側推實驗 102
5.4.3 數值分析與實驗結果比較 105
第六章 結論與建議 111
6.1 結論 111
6.2 建議 113
參考文獻 114
參考文獻 [1] 周文珺,《高科技廠房懸吊搬運系統耐震能力研究》,國立成功大學建築研究所碩士論文,2013。
[2] 凃英烈,《建築物中非結構物震損機率曲線之研究–以醫院及學校為例》,國立成功大學建築研究所博士論文,2012。
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[6] Weaver, W. Jr., Timoshenko, S. P., Young, D. H., “Vibration Problems in Engineering”, 5th Edition, pp.52-58, John Wiley&Sons, (1990).
[7] 內政部營建署,《建築物耐震設計規範及解說》,2011。
[8] 內政部營建署,《鋼結構容許應力設計法規範及解說》,2010。
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