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研究生: 蕭雅聿
Hsiao, Ya-Yu
論文名稱: 非結構物耐震評估與補強在重要建築的案例研究
A case study of NSE seismic evaluation and strengthening in important buildings
指導教授: 姚昭智
Yao, George C.
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 規劃與設計學院 - 建築學系
Department of Architecture
論文出版年: 2024
畢業學年度: 112
語文別: 中文
論文頁數: 297
中文關鍵詞: 非結構物耐震評估設備系統矽利康補強
外文關鍵詞: non-structural elements, seismic evaluation, equipment systems, silicone, soft bonding
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  • 根據過去災損經驗,雖然建築物於地震中可能未受損,但非結構物(如設備、管線等) 仍可能遭受破壞,進而導致斷水、斷電、斷訊等問題。對於醫院來說,這可能會降低醫療功能,甚至使其無法提供醫療援助而被迫關閉。對於學校計算機中心,則可能導致資訊與網路中斷,造成昂貴的設備損壞並中斷教學工作。因此,對於災後重要建築物,除了結構本身需具備良好的耐震能力外,非結構物的耐震能力也應受到關注。
    本研究旨在整理國內外非結構物的耐震評估方法,了解非結構物震損情況及國內外已有的研究及評估方法,將其整理並提出一套針對建築物的非結構物耐震評估方法,可為工務部門檢核使用。
    評估方法將非結構物分為在震後需維持運作機能的功能性設施和獨立設備。設備系統基於MCEER的功能性設施耐震評估,主要考量系統內各單項設備的耐震能力及其運作的連結互制關係,並透過邏輯樹圖分析了解系統的耐震弱點、破壞風險與優先補強建議;單項設備的評估對象則為常見於地震後損壞的電梯、天花板及家具類,並參考現有的規範與相關實驗結果做為評估方法之依據;而後,本研究選擇一棟醫院和一棟大學計算機中心作為實際案例進行分析。
    考量傳統靠牆非結構物固定方法存在破壞牆壁或該非結構物的缺點,本文提出了矽利康柔性固定方法,使用矽利康黏著角鋼來固定靠牆鐵櫃及塑膠表面的移動式設備,探討不同材料介面與矽利康的接合強度,並提出適用於非結構物的柔性固定方法及對應計算範例。
    此外,2024年4月3日花蓮地震中有醫院非結構物損壞導致無法提供醫療援助的案例,因此本研究調查並彙整兩醫院的非結構物損壞情況,整合調查結果、列出損壞原因,並檢驗非結構物評估方法。
    最後,收集並整理國內外有關非結構物耐震施工方法及本文提出的矽利康補強方法,作為耐震設計補強方法的建議。

    Currently, domestic regulations only provide methods for calculating design seismic forces for non-structural elements and do not specify which equipment needs seismic force design. Therefore, this study references the MCEER seismic assessment for functional facilities to identify critical equipment for priority seismic retrofit design. The evaluation targets for individual equipment are common items such as elevators, ceilings, and furniture that are often damaged after earthquakes, and the assessment methods are based on existing regulations and related experimental results.
    Referencing existing standards and experimental results as evaluation methods, this study selects a hospital and a university computer center as case studies for analysis.
    Additionally, this study compiles the non-structural damage situation from the Hualien earthquake on April 3, 2024, integrates the investigation results, lists the causes of damage, and examines the non-structural element evaluation methods.
    Considering the disadvantages of traditional fixed methods in damaging walls, this paper proposes a flexible fixed method using silicone. It uses silicone-adhered angle steel to fix metal cabinets and movable equipment with plastic surfaces, exploring the bonding strength between different material interfaces and silicone. It proposes soft bonding methods applicable to non-structural elements and corresponding calculation examples.

    摘要I 誌謝VI 目錄VII 表目錄XI 圖目錄XIV 第一章 緒論1 1.1 研究動機與目的1 1.1.1 研究動機1 1.1.2 研究目的2 1.2 研究方法與步驟2 1.3 文獻回顧4 1.3.1 非結構物震損經驗4 1.3.2 功能性設施耐震評估相關文獻4 1.3.3 獨立設備耐震評估與設計相關文獻5 1.3.4 矽利康相關文獻8 1.4 研究適用範圍9 第二章 耐震評估方法介紹10 2.1 功能性設施耐震評估方法10 2.1.1 功能性設施評估步驟與說明11 2.1.2 單項設備物耐震評估12 2.1.3 邏輯樹圖計算方法14 2.1.4 評估結果15 2.2 獨立設備耐震評估方法說明18 2.2.1 輕鋼架天花板18 2.2.2 電梯19 2.2.3 單項設備19 第三章 案例分析 一24 3.1 南部某大學計算機中心簡介24 3.2 功能性設施耐震評估25 3.2.1 供電系統25 3.2.2 空調系統29 3.2.3 通訊系統32 3.2.4 消防系統34 3.3 獨立設備37 3.3.1 輕鋼架天花板系統37 3.3.2 電梯40 3.3.3 單項設備41 3.4 功能性設施評估結果與小結43 第四章 案例分析二45 4.1 花蓮某醫院簡介45 4.2 功能性設施耐震評估46 4.2.1 供電系統46 4.2.2 氧氣供應系統49 4.2.3 空氣供應系統52 4.2.4 抽吸系統53 4.2.5 氮氣供應系統54 4.2.6 供水系統56 4.2.7 熱供水系統59 4.2.8 空調系統62 4.2.9 消防系統66 4.2.10 通訊系統69 4.2.11 RO過濾系統71 4.3 獨立設備73 4.3.1 輕鋼架天花板系統73 4.3.2 電梯76 4.3.3 單項設備77 4.4 功能性設施評估結果80 第五章 矽利康實驗與分析83 5.1 實驗背景83 5.2 實驗目的83 5.3 拉力剝離試驗86 5.3.1 實驗目的86 5.3.2 試驗材料與組別86 5.3.3 實驗步驟91 5.3.4 實驗規劃及配置91 5.3.5 實驗結果94 5.4 矽利康剪力試驗98 5.4.1 實驗目的98 5.4.2 實驗材料98 5.4.3 實驗步驟99 5.4.4 實驗規劃及配置99 5.4.5 實驗結果100 5.5 剪力剝離試驗102 5.5.1 實驗目的102 5.5.2 試驗材料與組別102 5.5.3 實驗步驟103 5.5.4 實驗規劃及配置103 5.5.5 實驗結果105 5.6 小結107 5.7 計算實例108 5.7.1 構件強度簡易估算108 5.7.2 櫃體靠牆固定109 5.7.3 移動式設備固定111 第六章 0403花蓮地震災損彙整113 6.1 甲醫院113 6.1.1 功能性設施損壞114 6.1.2 單項設備損壞117 6.2 乙醫院121 6.2.1 功能性設施損壞122 6.2.2 獨立設備損壞126 6.3 小結128 第七章 結論及建議131 7.1 結論131 7.2 建議與後續研究133 參考文獻134 附錄A 案例分析一目視評估表137 附錄B 案例分析一單項設備分類表174 附錄C 案例分析二目視評估表176 附錄D 案例分析二單項設備分類表242 附錄E 矽利康試驗數據248 附錄F 非結構物耐震補強措施建議 254

    [1]內政部國土管理署,建築物實施耐震能力評估及補強方案(公有建築物),台北市,2017。
    [2]內政部國土管理署,建築物耐震設計規範及解說,台北市,2022。
    [3]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,博士論文,國立成功大學,台南市,2012。
    [4]國家地震工程研究中心,2022年3月23日花東近海地震事件紀要,台北市,2022。https://w3r2.ncree.org/GetFile.ashx?id=10007384
    [5]國家地震工程研究中心,2022年臺灣關山地震及池上地震勘災報告,台北市,2022。取自:https://www.ncree.narl.org.tw/assets/file/20220918_%E5%8F%B0%E6%9D%B1%E5%9C%B0%E9%9C%87%E5%BD%99%E6%95%B4%E7%B0%A1%E5%A0%B1_V3.0(%E4%B8%AD%E6%96%87%E7%89%88).pdf
    [6]Multidisciplinary Center For Earthquake Engineering Research, Seismic Reliability Assessment of Critical Facilities: A Handbook, Supporting Documentation, and Model Code Provisions, Technical Report MCEER-99-0008, New York, Buffalo:MCREE, 1999.
    [7]郭耕杖,醫院建築功能性設施評估,碩士論文,國立成功大學,台南市,2001。
    [8]許藝瀚,醫院機電系統耐震性能評估研究,碩士論文,國立成功大學,台南市,2007。
    [9]Keith Porter, Robert Kennedy & Robert Kennedy, Creating Fragility Functions for Performance-Based Earthquake Engineering, Earthquake Spectra, Volume 23, pages 471~489, Earthquake Engineering Research Institute, 2007.
    [10] 洪筠萱,電梯配重脫軌機制及耐震改善法研究,碩士論文,國立成功大學,台南,2003。
    [11] 沈德厚,電梯平衡配重系統脫軌機制研究,碩士論文,國立成功大學,台南,2003。
    [12] Ishiyama, Y.,“Motions of Rigid Bodies and Criteria for Overturning by Earthquake Excitations”Bulletin of the New Zealand National Society for Earthquake Engineering, Vol.17, No.1, March, 1984.
    [13] 姚昭智、凃昭妤、王于愷,浮置剛體受脈衝型單周期弦波激振之傾覆限度研究。建築學報,第114期,21~40頁,2020。
    [14] 黃昶閔,醫院重要醫療空間內設備物耐震性能評估之研究,碩士論文,國立成功大學,台南市,2009。
    [15] C.Xu, Q.Ma & S.Beskhyroun, Sytematic Shake Table Tests Of Equipment On Casters. World Conference On Earthquake Engineering, Milan, Italy, 2024.
    [16] Federal Emergency Management Agency, “Reducing the Risk of Nonstructural Earthquake Damage-A Practical Guide.”FEMA E-74. Washington, D. C.: FEMA, 2012.
    [17] 林敬軒,大學校園地震防災計畫之研究-以國立成功大學為例,碩士論文,國立成功大學,台南市,2020。
    [18] 姚昭智等,建築非結構物耐震評估及補強初步研究,內政部建築研究所委託研究報告,新北市,2024。
    [19] 麥理民,設備物柔性固定抗震工法之研究,碩士論文,國立成功大學,台南市,2017。
    [20] The Dow Chemical Company. Dow Construction Sealants Technical Manual (Americas), 2023.
    [21] 房子安全了,然後呢?(無日期)。國家實驗研究院,2023年11月20日,取自: https://www.narlabs.org.tw/xcscience/cont?xsmsid=0I148638629329404252&qcat=0I164512622976213284&sid=0K232527880178283282&r=236629325
    [22] 莊佳璋等,台南地區急救責任醫院救護設備之防震措施評估,衛生署DOH89-TD-1223/ DOH90-TD-1069,2001。
    [23] 陳威中,樓板地震反應對非結構物損壞之評估研究,碩士論文,國立成功大學,台南市,2008。
    [24] 名古屋大學(2013),家具安全対策ガイドラインに基づくマニュアル。https://www.saigai.nagoya-u.ac.jp/wp-content/uploads/2016/03/kagu_manual.pdf
    [25] 經濟部標準檢驗局,CNS5812黏著劑之剝離強度測度法,中華民國國家標準,2005。
    [26] 經濟部標準檢驗局,CNS5606黏著劑之抗剪強度測度法,中華民國國家標準,2005。
    [27] 中央氣象署,地震測報中心,強震資料下載FTP,台北市,2024。取自: www.cwa.gov.tw/V8/C/
    [28] 劉家揚,不鏽鋼水塔之動力特性與電腦模擬分析,碩士論文,國立成功大學,台南市,2000。
    [29] 國家地震工程研究中心,台灣結構防災監測平台,台北市,2024。(網址: https://bas.ncree.org/ )
    [30] 黃震興、柴駿甫、林凡茹、汪向榮、李京瀚,國內現存醫院之耐性能概況與非結構設計規範之沿革(I),國家地震工程研究中心報告(報告編號:NCREE-08-021),2008。
    [31] Federal Emergency Management Agency (2002), “Installing Seismic Restraints for Mechanical Equipment.” FEMA 412. Washington, D. C.: FEMAm2002.
    [32] 行政院公共工程委員會,第13912章V3.0消防水系統管路抗震保護,台北市,2016。
    [33] Federal Emergency Management Agency, “Installing Seismic Restraints for Duct and Pipe.” FEMA 414. Washington, D. C.: FEMA, 2004.
    [34] 邱瑜燕,醫院維生設備之動力特性識別與抗震安全分析:以嘉南地區醫院為例,碩士論文,國立成功大學,台南市,1994。
    [35] National Society for Earthquake Technology-Nepal (NSET). Non-Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Nepal. WHO- Nepal, 2003.
    [36] 東京都消防廳,家具類の転倒・落下・移動防止対策ハンドブック,2015。取自:https://www.tfd.metro.tokyo.lg.jp/hpbousaika/kaguten/handbook/index.html#measures
    [37] 陳格理,圖書館書架等設施的抗震防災性研究-以1999台灣二次大地震的經驗為例,東海學報,41(2000),77–96,2000。
    [38] 蔡淑媛,南投地震圖輯》規模6.1地震 造成多起災情,自由時報,2013年3月27日,取自:https://news.ltn.com.tw/news/life/breakingnews/784258

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