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研究生: 蔡佳宏
Tsai, Chia-Hung
論文名稱: 高科技廠房的防火區劃之規劃及其在火災中之變形分析
Planning of Fire Compartment of High Technology Buildings and Prediction of Its Thermal Deformation under Fire
指導教授: 方一匡
Fang, I-Kuang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系碩士在職專班
Department of Civil Engineering (on the job class)
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 105
中文關鍵詞: 高科技廠房防火區劃ANSYS火害變形預測
外文關鍵詞: High-tech factories, Fire Compartment, ANSYS, Fire, Deformation
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  • 高科技廠房一旦火災發生,其生命財產損失是相當龐大的。故高科技廠房於設計階段,空間之規劃、防火法規之檢討及防火設備之選用就更顯重要。
    本研究依據不同類型之圖例,說明防火區劃的規劃及其空間規劃之特性,探討相關法規適宜性及常用防火設備(防火捲門、防火門)性能測試規定。本研究選擇兩種不同建築類型,預測該區劃內梁版複合構件之熱變形,並模擬最大載重設定下,以Eurocode 2所建議鋼筋及混凝土之相關熱學性質,利用ANSYS 軟體熱-結構(Thermal-Structure)耦合元素,分析混凝土梁版複合構件受高溫之變形情況及梁版複合構件斷面內溫度之分佈預測。
    成果顯示,不同建築類型防火區劃之規劃檢討會因建築物使用類別及消防自動灑水設備設置與否而不同,現場取樣進行防火設備性能驗證時,其驗證失敗的問題多數因工廠或現場組裝缺漏所造成,故防火設備之後市場管理有待檢討。由案例一與案例二預測構件在受熱一小時之最大變形分別為-45.7mm及-33.8mm,構件斷面混凝土溫度超過500℃之深度約20-25mm,由此可瞭解梁版複合構件因受高溫變形對上一樓層機台設備之影響,同時可提供後續結構補強範圍之參考。

    Once the high-tech buildings are on fire, the losses of life and property are very huge. Therefore, it is even more important on the step of design to consider planning of the space, reviewing of the fire-resistance rules and the choice of the fire protection equipment in the high-tech buildings.
    In the thesis, based on design drawings of two types of high-tech buildings, we described the characteristics of fire compartment planning and spatial planning division to explore the suitability of relevant regulations and common fire protection equipment performance testing, such as fireproof doors and fire doors. In This thesis we choose two different types of building and predict the thermal deformation of the beam-slab composite members in the area. The thermal properties of reinforcement and concrete suggested in Eurocode2 and the max design service load were used in the analysis. We used the thermal-structure coupling elements in the ANSYS software to analyze the deformation of the concrete beam-slab composite members in the high temperature and predict the temperature distribution in the section of the beam-slab composite members.
    The results show that different types of the fire compartment and review are based on the method of construction and the installation of automatic fire sprinkler device. When the fire equipment performance verification is based on the site sampling , the failure of the verification are generally due to the details of the field assembly; therefore, the management of installation for the sold fire equipment need to be reviewed. From the predictions in case 1 and case 2, we can obtain that the max deformation under heating in an hour are -45.7 mm and -33.8 mm, respectively, and the depth of the concrete section with the temperature over 500℃ is approximately 20-25 mm. Understanding the effect of the high temperature deformation of the beam-slab composite members on the upper level equipment would also provide the reference of the structure improvement area in the latter.

    摘要 I 誌謝 IX 目錄 X 表目錄 XIII 圖目錄 XIV 符號表 XVIII 第一章 緒論 1 1-1 研究動機與目的 1 1-2 研究方法 1 第二章 文獻回顧 3 2-1 防火區劃之目的 3 2-2高科技廠房之定義及其空間規劃特性 12 2-3 混凝土熱學性質 15 2-3-1混凝土熱傳導係數 16 2-3-2混凝土比熱與密度 17 2-3-3 混凝土在高溫中之強度折減及應力應變曲線 19 2-4 本研究所使用ANSYS元素介紹 22 2-4-1 Solid 5 元素 24 2-4-2 Plane 55 元素 25 第三章 建築物案例探討 26 3-1 建築物火災類型 26 3-1-1 火災發生歷程 26 3-1-2 火災類型 29 3-1-3逃生步行距離 30 3-2現行法規應用於案例之探討 31 3-2-1高科技廠房與一般建築物防火區劃之差異 31 3-2-2廠房辦公室: 34 3-2-3生產作業廠房 40 3-2-4辦公棟 45 3-2-5 小結 51 3-3常見部品應用之種類及性能測試之規定 52 3-3-1防火捲門 52 3-3-2防火門 55 第四章 防火區劃內混凝土結構受高溫之變形分析 59 4-1 分析方法 59 4-1-1 防火區劃內混凝土結構受高溫變形之分析模型 59 4-1-2 防火區劃內混凝土結構斷面溫度分佈之分析模型 67 4-2 熱學參數 71 4-3 本研究案例之熱變形與斷面溫度分佈分析結果 75 4-3-1 廠房辦公室之熱變形分析結果 75 4-3-2 生產作業廠房熱變形分析結果 87 第五章 結論與建議 101 第六章 參考文獻 103

    1. “Command Reference, Release 12.0,” ANSYS, Inc., 2009
    2. “Elements Reference, Release 5.5,” ANSYS, Inc., 1998
    3. European Committee, “Eurocode2 : Design of concrete structures - Part 1-2 : General rules - Structural fire design,” Brussels, 2004.
    4. European Committee, “Eurocode4 : Design of composite steel and concrete structures - Part 1-2 : General rules-Structural fire design,” Brussels, 2005.
    5. Youssef, M. A.; Moftah, M., “General stress-strain relationship for concrete at elevated temperatures,” Engineering Structures, No.29, pp. 2618-2634, 2007.
    6. 張國興,「建築技術規則防火避難設施對高科技廠房建廠規劃合宜性之探討」,碩士論文,國立台灣科技大學 建築系,台北,2007。
    7. 陳玠佑,「構件與部品使用於防火區劃之行為研究-以鐵捲門與玻璃為例」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程系,台北,2001。
    8. 莊英宏,「建築區劃空間開口設備之遮煙與阻熱性能研究」,博士論文,國立台灣科技大學 建築系,台北,2010。
    9. 鄭宗敏,「建築物防火安全管理與風險分析之研就究」,博士論文,國立台北科技大學 工程科技研究所,台北,2007。
    10. 許嘉興,「半導體工廠火災搶救之研究」,碩士論文,中央警察大學,台北,2001。
    11. 最新建築技術規則,建築設計施工篇,茂榮書局,台灣,2011。
    12. 內政部消防署,消防法規,「公共危險物品及可燃性高壓氣體設置標準暨安全管理辦法」,台灣,2013。
    13. 陳舜田,「建築物火害及災後安全評估法」,科技圖書股份有限公司,台灣,1999。
    14. 張朝輝,「ANSYS熱分析教程與案例實例解析」,中國鐵道出版社,北京,2007。
    15. 中國土木水利工程學會混凝土工程委員會,「混凝土工程設計規範與解說」,科技圖書股份有限公司,台灣,2011。
    16. 內政部建築研究所 丁育群,「建築物區劃貫穿部防火性能評估與應用技術」,研究計畫成果報告,1999。
    17. 內政部建築研究所 蔡銘儒、謝煒東「建築物居室火災成長之研究-火災成長因素影響性之探討」,自行研究報告,2007。
    18. CNS 14803,「建築用防火捲門耐火試驗法」,中華民國國家標準,經濟部標準檢驗局,2010。
    19. CNS 11227,「建築用防火門耐火試驗法」,中華民國國家標準,經濟部標準檢驗局,2014。
    20. CNS 12514-1,「建築物構造部分耐火試驗法」,中華民國國家標準,經濟部標準檢驗局,2014。
    21. CNS 3658,「火災分類法」,中華民國國家標準,經濟部標準檢驗局,2012。

    下載圖示 校內:2020-09-10公開
    校外:2020-09-10公開
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