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研究生： 高偉倫
Kao, Wei-Lun
論文名稱： 有限元素分析輕鋼架天花板在地震運動時之動態行為
Finite Element Analysis on the Dynamic Behavior of Ceiling Systems under Earthquake Motion
指導教授： 潘文峰
Pan, Wen-Fung
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 工程科學系
Department of Engineering Science
論文出版年： 2016
畢業學年度： 105
語文別： 中文
論文頁數： 169
中文關鍵詞： 有限元素法 、ANSYS-Workbench 、時程分析 、天花板系統 、地震運動
外文關鍵詞： Finite Element Method, ANSYS-Workbench, Time History Analysis, Ceiling System, Earthquake Motion
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    • 本論文使用有限元素ANSYS-Workbench軟體分析輕鋼架天花板在地震運動負載下之動態力學行為，主要是以軟體模擬方式去匹配實際實驗，其使用之模件為輕鋼架天花板之組合件，整體範圍橫跨六塊方型孔蓋，並分別進行兩種不同約束之時程分析模擬，再後處理得到等效應力、彈性應變等力學行為結果。而分析結果是可以收斂並求得結果值，證實有限元素ANSYS-Workbench軟體是可以用來作輕鋼架天花板相關模擬分析的，由分析結果顯示，輕鋼架組合件為整體結構下，在兩無收邊線交叉之主副架交扣處會有最大等效應力值，針對單一零件的接頭細部應力分佈，最大等效應力值位在該副架接頭處，並判斷此處為輕鋼架天花板之結構弱點。而本次軟體模擬之時程分析的分析結果檔案大小皆非常大，需配備高運算能力之電腦運算器才能作更大規模結構的模擬分析。

    In this paper, the finite element software ANSYS-Workbench is used to analyze the dynamic behavior of ceiling systems under earthquake motion. The simulation of the software is used to match the actual experiment. The module is the combination of the ceiling systems which is across six panels. The time history for two different constraints is carried out separately. The mechanical behavior such as equivalent stress and strain is obtained. The result of the analysis indicates that it can be converge and obtain. It is proved that the finite element software ANSYS-Workbench can be used for simulating the ceiling systems. According to the results of the analysis, the maximum equivalent stress is obtained at the intersection of two unconstrained edges. For the single part, the maximum equivalent stress is in the position of the cross runner at the top of the joint. We conclude that it is the structural weaknesses of the ceiling system.

    摘要 I 誌謝 XII 目錄 XIV 表目錄 XVI 圖目錄 XVII 符號說明 XXII 第一章 緒論 1 1.1 研究背景、動機及目的 1 1.2 輕鋼架天花板簡介 2 1.3 文獻回顧 4 第二章 理論基礎 6 2.1 有限元素法 6 2.2 ANSYS軟體簡介 9 2.2.1 ANSYS-Workbench介紹 9 2.2.2 軟體分析流程 10 2.3 塑性理論介紹 13 2.3.1 雙線段動態硬化法則（Bilinear kinematic hardening） 14 2.3.2 多線段動態硬化法則（Multilinear kinematic hardening）) 16 2.4 動力學 18 2.5 地震運動動態行為分析(結構地震反應分析) 20 2.5.1 靜力分析法 20 2.5.2 反應譜分析法 21 2.5.3 時程分析法 21 第三章 ANSYS WORKBENCH分析 23 3.1 模擬環境 23 3.2 建立分析模型 25 3.2.1 初始模型 28 3.2.2 簡化模型 39 3.2.3 初始模型與簡化後模型之比較 50 3.3 材料選定與材料機械性質輸入 51 3.3.1 材料機械性值來源 51 3.3.2 材料機械性值輸入ANSYS-Workbench 55 3.4 求解器模塊選定 60 3.5 面之接觸設定 63 3.5.1 接觸種類Contact Type 66 3.5.2 表面剛度(Normal Stiffness Factor 法向剛度因子，簡稱FKN) 67 3.5.3 對稱性Symmetry 68 3.6 網格建立設置 71 3.6.1 總體設置(基本尺寸控制)： 71 3.6.2 善用網格(Mesh)-網格訊息(Statistics)功能了解網格品質(mesh equility)： 73 3.6.3 局部尺寸控制 74 3.6.4 比較無局部尺寸控制之網格與有局部尺寸控制之網格 78 3.6.5 整體組合件建立之網格圖 80 3.7 約束與輸入設置 83 3.7.1 約束 84 3.7.2 輸入端時程分析之時間加速度數據 86 3.7.3 求解器設置 88 第四章 ANSYS WORKBENCH分析結果 91 4.1 只有結構懸吊線頂端約束時程分析第一組之結果 92 4.1.1 第一組時程分析各時間點等效應力最大值位置 95 4.1.2 第一組時程分析結果探討 105 4.2 結構懸吊線頂端約束時程分析第二組之結果 107 4.2.1 第二組時程分析各時間點等效應力最大值位置 110 4.2.2 第二組時程分析結果探討 120 4.3 第一組與第二組時程分析結果進一步探討 123 第五章 結論 124 參考文獻 126 附錄 129

    1. 陳柏望、孟茁超，結構地震反應分析方法的對比研究，自然科學，第二十四卷，第六期，6-8頁(2003)
    2. 孫佳、許京荊、翁健，基於ANSYS-Workbench高壓電阻箱式結構的抗震分析，機械設計，第二十九卷，第二期，72-75頁(2012)
    3. Siavash Soroushian, ManosMaragakis, Keri L. Ryan,SEISMIC RESPONSE OF NONSTRUCTURAL SYSTEMS IN NEES TIPS/NEES NONSTRUCTURAL/NIEDCOLLABORATIVE TESTS,9th International Conference on Urban Earthquake Engineering/ 4th Asia Conference on Earthquake Engineering ,pp.1489-1496,2012
    4. 胡紹猫，基於ANSYS-Workbench通信機具的抗震分析，機電工程技術，第四十三卷，第四期，77-79頁(2014)
    5. 劉亮、王占軍，基於ANSYS-Workbench的捲揚機抗震分析，機械設計與製造工程，第四十四卷，第五期，16-19頁(2015)
    6. 廖仕田，懸吊式輕鋼架天花板系統耐震工法研究，國立成功大學建築學系碩士論文(2010)
    7. 蔣蕙婷，利用ANSYS-Workbench多目標最佳化預測材料機械性質，國立高雄應用科技大學模具工程系碩士班碩士論文(2012)
    8. 武宜豪，輕鋼架天花板斜拉線替代方案之研究，國立成功大學建築學系碩士論文(2015)
    9. 孟慶勳，有限元素分析凹痕圓管在循環負載下之行為，國立成功大學工程科學研究所碩士論文(2015)
    10. 曾詠茹，有限元素分析不同外徑/壁厚比局部圓形凹痕圓管在循環彎曲負載下之行為，國立成功大學工程科學研究所碩士論文(2016)
    11. 鄭伃汝，有限元素分析不同深度凹痕圓管在循環彎曲負載下之凹痕變形，國立成功大學工程科學研究所碩士論文(2016)
    12. 林倩如，有限元素分析局部尖銳凹痕圓管在循環彎曲負載下之行為，國立成功大學工程科學研究所碩士論文(2016)
    13. 李玉生，姚昭智，建築物天花板耐震工法評估，內政部建築研究所研究報告(2008)
    14. 陳威中，輕鋼架天花板斜撐線替代方案之足尺實驗研究，內政部建築研究所協同研究報告(2013)
    15. Standard Practice for Installation of Ceiling Suspension Systems for Acoustical Tile and Lay-in Panels in Areas Subject to Earthquake Ground Motions,ASTM E580 (American Society for Testing and Materials)
    16. Standard Specification for the Manufacture, Performance, and Testing of Metal Suspension Systems for Acoustical Tile and Lay-in Panel Ceilings,ASTM C635 (American Society for Testing and Materials)
    17. 經濟部標準檢驗局，金屬材料拉伸試驗法，中華民國國家標準CNS2111(1996)
    18. 經濟部標準檢驗局，金屬材料拉伸試驗試片，中華民國國家標準CNS2112(2005)
    19. 建築物耐震設計規範範及解說，營建署(2011)
    20. 經濟部標準檢驗局，熱浸鍍鋅鋼片及鋼捲，中華民國國家標準CNS1244(2012)
    21. 凌桂龍、丁金濱、溫正，ANSYS WorkBench13.0從入門到精通，清華大學出版社，(2012)
    22. 陳艷霞、陳磊，ANSYS-Workbench工程應用案例精通，北京電子工業出版社，2012
    23. 黃志新、劉成柱，ANSYS WORKBENCH 14.0 超級學習手冊，人民郵電出版社，2013
    24. Huei-Huang Lee ,Finite Element Simulations with ANSYS-Workbench 14,SDC Publications,2014

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