| 研究生: |
曾劭鈞 Tseng, Shao-Chun |
|---|---|
| 論文名稱: |
醫院消防撒水系統耐震行為之研究 A Study on Seismic Behavior of Fire Protection Sprinkler Piping Systems in Hospital |
| 指導教授: |
林凡茹
Lin, Fan-Ru |
| 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: | 2020 |
| 畢業學年度: | 108 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 228 |
| 中文關鍵詞: | 消防灑水系統 、耐震補強 、振動台試驗 、數值分析 |
| 外文關鍵詞: | fire protection sprinkler system, strengthening device, shaking table test, seismic strengthening methods, numerical simulation and analysis |
| 相關次數: | 點閱:144 下載:3 |
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近年來隨著建築法規以及施工技術的發展逐漸成熟,眾多結構物皆已具備了抵抗地震侵擾的能力,大多的破壞趨勢也從結構物的全面破壞轉移到非結構物的局部破壞,而在非結構物設備之中,醫院消防撒水系統在震後是否能保持功能則對於救災工作尤為重要,不論是管線斷裂或是因為撒水頭碰撞而使天花板粉塵掉落,都可能嚴重影響到救護機能,甚至會對患者造成二次傷害。
故為了能有效提升醫院消防撒水管線系統之耐震能力,本研究即針對國內某醫院之消防撒水管線系統進行相關實驗與探討,而其大致上可分為振動台試驗以及數值模型兩部分。在振動台試驗中,本研究搭建了兩間相連病房的全尺度管線系統試體,其中包含了管線系統本身,以及天花板、隔間牆等邊界建材,之後以不同的方式對整體管線系統進行耐震補強,並以涵括不同震動內涵的樓板歷時作為輸入波,進行一系列的振動台試驗。從實驗結果可以發現於主管增設耐震斜撐能最有效地減少管線與隔間牆之間的碰撞情形,進而提升整體管線之耐震能力,而在支管、撒水頭安裝耐震鋼線的主要功用則在於抑制撒水頭之位移,減少天花板擴孔行為之發生,對於管線耐震性能的提升則僅有間接之幫助。
此外,本研究也利用數值分析軟體(SAP2000)建立管線系統本身以及各補強方案的數值模型並進行非線性動力分析,再將數值分析與現場試驗的結果作相互比較。而從比較結果可以發現數值模型的模擬結果能大致符合振動台試驗之趨勢,僅在峰值的部分會有微小的落差,另外不同的阻尼比設定也會使模擬有不一樣的結果。
SUMMARY
In this study, taking a fire-protection sprinkler system of a hospital at Southern Taiwan as an example, through a full-scale shaking table tests and numerical analyses to compare the seismic ability of the fire-protection sprinkler system with different kinds of seismic improvement. From the results, in braces installed at the main pipe show better seismic performance of the whole piping system than steel wires installed at branch pipes and sprinkler heads, but the latter could reduce displacement of sprinklers. In the numerical analyses, it can be found that the numerical model could almost simulate the response of shaking table tests. but different bias of damping ratio values could cause different simulation results.
Key words: fire protection sprinkler system, strengthening device, shaking table test, seismic strengthening methods, numerical simulation and analysis
[1] FEMA P695 - Quantification of Building Seismic Performance Factors.,2009。
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[4] 黃振綱,醫院消防撒水系統接頭耐震行為之研究,碩士論文,國立台灣大學土木工程學系研究所,2013。
[5] 林凡茹、王鑑翔、黃振綱、林震宇、柴駿甫、張國鎮.,醫院常用消防管線系統之耐震行為實驗研究,中華民國第十二屆結構工程研討會暨第二屆地震工程研討會,2014。
[6] 胡佩文,醫院消防撒水系統耐震易損性分析研究,碩士論文,國立台灣大學土木工程學系研究所,2015。
[7] 鍾明峯,消防撒水系統之耐震行為研究,碩士論文,國立台北科技大學土木工程系土木與防災研究所,2015。
[8] 葉昶辰,醫院消防撒水系統耐震評估與易損性簡化分析方法研究,碩士論文,國立台灣大學土木工程學系研究所,2016。
[9] 蔡詠安,醫院消防撒水系統耐震性能補強評估方法研究,國家地震工程中心研究報告,2018。
[10] 蘇育萱,中高樓建築附屬非結構物受震需求分析,碩士論文,國立台北科技大學土木工程系土木與防災研究所,2018。
[11] 吳佩儒,消防撒水系統之撓性管件耐震性能研究,碩士論文,國立台北科技大學土木工程系土木與防災研究所,2020。
[12] 蘇承彥,消防撒水系統之耐震限位措施研究,碩士論文,國立台北科技大學土木工程系土木與防災研究所,2020。