中文摘要……………………………………………………一 英文摘要……………………………………………………三 誌謝…………………………………………………………五 目錄…………………………………………………………I 圖目錄………………………………………………………IV 表目錄………………………………………………………IX 照片目錄……………………………………………………X 自傳…………………………………………………………i 第一章 緒論………………………………………………1 1-1 研究動機…………………………………………1 1-2 研究目的…………………………………………2 1-3 研究方法與試驗方式……………………………2 1-4 文獻回顧…………………………………………3 第二章 矽力康力學特性…………………………………7 2-1 矽力康化學性質簡介……………………………7 2-2 矽力康力學性質簡介……………………………7 2-3 矽力康DC-795與B&Q中性膠介紹…………………8 2-4 矽力康的使用限制………………………………10 2-5 矽力康的施打步驟………………………………11 2-6 矽力康的力學計算基本原理……………………13 第三章 矽力康強度的計算公式推導……………………17 3-1 填角焊簡介………………………………………17 3-2 填角焊與矽力康的強度計算……………………18 3-2-1 斷面形狀…………………………………………18 3-2-2 斷面尺寸…………………………………………19 3-2-3 單位長度的強度計算……………………………19 3-2-4 計算取值範圍……………………………………20 3-2-5 定義外力方向……………………………………21 3-2-6 全尺寸的強度計算………………………………21 3-2-7 填角焊與矽力康的強度公式間之符號互換關係…22 第四章 設備物運動行為及實例試算………………………25 4-1 基本運動型式與假設………………………………25 4-2 矽力康的抵抗力機制………………………………25 4-3 計算實例……………………………………………26 4-3-1 矽力康所能提供的抵抗力…………………………26 4-3-2 建築物內設備會受到的地震力與矽力康的用量決定…28 第五章 實驗與結果分析…………………………………………31 5-1 矽力康材料黏著力試驗…………………………………31 5-1-1 實驗背景…………………………………………………31 5-1-2 實驗目的…………………………………………………31 5-1-3 實驗結果…………………………………………………31 5-2 矽力康材料小試體強度試驗……………………………38 5-2-1 實驗背景…………………………………………………38 5-2-2 實驗目的…………………………………………………39 5-2-3 實驗方法與步驟…………………………………………39 5-2-4 加載方式…………………………………………………39 5-2-5 試體配置…………………………………………………39 5-2-6 矽力康的施打位置、長度及斷面肢尺寸(a)種類……39 5-2-7 實驗結果…………………………………………………40 5-2-8 現象觀察…………………………………………………41 5-3 矽力康全尺寸模擬試驗…………………………………42 5-3-1 面內, 裝置A(垂直施打)單向加載……………………42 5-3-4-1 實驗裝置…………………………………………………43 5-3-4-2 實驗步驟…………………………………………………44 5-3-4-3 加載方式…………………………………………………45 5-3-4-4 矽力康的施打位置、長度及斷面肢尺寸(a)種類……45 5-3-4-5 試驗結果及討論…………………………………………46 5-3-2 面內, 裝置A(垂直、水平施打)單向加載……………50 5-3-2-1 試驗結果及討論…………………………………………50 5-3-2-2 小結………………………………………………………53 5-3-3 面內, 裝置A(垂直施打)往復加載……………………54 5-3-3-1 加載方式…………………………………………………54 5-3-3-2 矽力康的施打位置、長度及斷面肢尺寸(a)種類……54 5-3-3-3 試驗結果及討論…………………………………………55 5-3-3-4 小結………………………………………………………56 5-3-4 面內, 裝置B(垂直施打)單向加載……………………57 5-3-4-1 實驗裝置…………………………………………………57 5-3-4-2 實驗步驟…………………………………………………58 5-3-4-3 加載方式…………………………………………………59 5-3-4-4 矽力康的施打位置、長度及斷面肢尺寸(a)種類……59 5-3-4-5 試驗結果及討論…………………………………………61 5-4 綜合討論…………………………………………………64 5-4-1 矽力康橫向強度與縱向強度之比例關係………………64 5-4-2 斷面肢長(a)改變時，強度之比例關係………………66 5-4-3 小試體強度與全尺寸強度比較…………………………66 5-4-4 ρ值的修正………………………………………………67 5-5 設計建議…………………………………………………69 5-5-1 定義矽力康受力方向……………………………………69 5-5-2 矽力康所能提供的抵抗力計算公式……………………70 5-5-3 建築物內設備會受到的地震力與矽力康的用量決定…73 第六章 結論與建議………………………………………………77 6-1 結論………………………………………………………77 6-2 建議………………………………………………………78 參考文獻……………………………………………………………79 附錄A…………………………………………………………………81 圖目錄 圖1-1 傳統上使用的L型角鋼固定法………………………………1 圖2-1 矽力康與材質表面間的黏著力……………………………7 圖2-2 矽力康本身的抗張強度……………………………………7 圖2-3 除膠劑的除膠原理…………………………………………12 圖2-4 矽力康在結構體受縱向力作用時所呈現的變形…………14 圖2-5 矽力康在結構體受橫向力作用時所呈現的變形…………14 圖2-6 矽力康DC-795的張力和剪力之應力－應變曲線…………15 圖3-1 焊接型式……………………………………………………17 圖3-2 接點型式……………………………………………………17 圖3-3 矽力康與被黏附材質間之關係……………………………18 (a) 整體外觀…………………………………………………18 (b) 矽力康的斷面(A-A)形狀…………………………………18 圖3-4 填角焊與被焊接金屬間之關係……………………………18 (a) 整體外觀…………………………………………………18 (b) 矽力康的斷面(A-A)形狀…………………………………18 圖3-5 典型的填角焊………………………………………………19 圖3-6 填角焊的兩種實際情況……………………………………19 圖3-7 等肢尺寸斷面與非等肢尺寸斷面之增量比較……………19 圖3-8 填角焊的相關名詞…………………………………………20 圖3-9 焊接的補強部份……………………………………………20 圖3-10 荷重平行焊接的軸…………………………………………20 圖3-11 荷重垂直焊接的軸…………………………………………20 圖3-12 承載橫向荷重時，焊條各尺寸間之幾何關係……………21 圖3-13 承載縱向荷重時，焊條各尺寸間之幾何關係……………21 圖3-14 設備物受到面內(橫向)地震力作用………………………22 圖3-15 設備物受到面外(縱向)地震力作用………………………23 圖4-1 設備物的受力行為…………………………………………25 圖4-2 矽力康抵抗設備物所受到的面內(橫向)力………………26 圖4-3 矽力康抵抗設備物所受到的面外(縱向)力………………26 圖5-1 試體承受面內力……………………………………………39 圖5-2 試體承受面外力……………………………………………39 圖5-3 面內單向加載全尺寸實驗裝置A……………………………45 圖5-4 面內單向加載實驗裝置A之有關尺寸………………………45 圖5-5 高櫃模擬試體與角材………………………………………45 圖5-6 不同斷面肢長的矽力康提供的面內抵抗力呈比例關係…47 圖5-7 使用DC795於木櫃面材上，斷面肢長為1 cm時的力量-位移曲線………………………………………………………………………48 圖5-8 使用DC795於木櫃面材上，斷面肢長為2 cm時的力量-位移曲線………………………………………………………………………48 圖5-9 使用B&Q中性膠於木櫃面材上，斷面肢長為1 cm時的 力量-位移曲線………………………………………………………48 圖5-10 使用B&Q中性膠於木櫃面材上，斷面肢長為2 cm時的 力量-位移曲線………………………………………………………48 圖5-11 面內單向加載實驗裝置A2之有關尺寸……………………50 圖5-12 實驗A與實驗A2的測試結果呈比例關係…………………52 圖5-13 兩種等效的矽力康施作位置(與長度) …………………53 (a) 垂直方向施打的矽力康(15cm的一段) ……………………53 (b) 水平方向施打的矽力康(15cm的一段) ……………………53 圖5-14 往復加載實驗的力量-時間紀錄…………………………54 圖5-15 往復加載實驗的力量-時間紀錄…………………………54 圖5-16 面內往復加載實驗裝置A3之有關尺寸……………………54 圖5-17 實驗A與實驗A3的測試結果呈比例關係…………………56 圖5-18 往復加載實驗的力量-位移紀錄…………………………56 (a) DC795之實驗結果………………………………………………56 (b) B&Q中性膠之實驗結果…………………………………………56 圖5-19 面外單向加載全尺寸實驗裝置B…………………………60 圖5-20 面外單向加載實驗裝置B之有關尺寸……………………60 圖5-21 高櫃模擬試體與角材………………………………………60 圖5-22 不同斷面肢長的矽力康提供的面外抵抗力呈比例關係…62 圖5-23 使用DC795於木櫃面材上，斷面肢長為1 cm時的力量-位移曲線……………………………………………………………………63 圖5-24 使用DC795於木櫃面材上，斷面肢長為2 cm時的力量-位移曲線……………………………………………………………………63 圖5-25 使用B&Q中性膠於木櫃面材上，斷面肢長為1 cm時的 力量-位移曲線…………………………………………………………63 圖5-26 使用B&Q中性膠於木櫃面材上，斷面肢長為2 cm時的 力量-位移曲線…………………………………………………………63 圖5-27 肢長為1cm時，兩種施力方向的實驗結果呈比例關係……64 圖5-28 肢長為2cm時，兩種施力方向的實驗結果呈比例關係……65 圖5-29 設備物受到面內(橫向)地震力作用………………………69 圖5-30 矽力康以橫向強度抵抗外力………………………………69 圖5-31 設備物受到面外(縱向)地震力作用………………………69 圖5-32 矽力康以縱向強度抵抗外力………………………………69 圖5-33 設備物水平方向、垂直方向的定義………………………74 圖5-34 設備物緊鄰時，矽力康的實際應用………………………75 圖5-35 設備物置於較高樓層時，矽力康的實際應用……………75 圖A-1　斷面肢長為1cm時，以垂直施打DC-795固定木料，試驗裝置A的力量-位移關係圖……………………………………………………81 圖A-2　斷面肢長為2cm時，以垂直施打DC-795固定木料，試驗裝置A的力量-位移關係圖……………………………………………………81 圖A-3　斷面肢長為1cm時，以垂直施打DC-795固定烤漆鋼板，試驗裝置A的力量-位移關係圖……………………………………………82 圖A-4　斷面肢長為2cm時，以垂直施打DC-795固定烤漆鋼板，試驗裝置A的力量-位移關係圖……………………………………………82 圖A-5　斷面肢長為1cm時，以垂直施打B&Q中性膠固定木料，試驗裝置A的力量-位移關係圖………………………………………………83 圖A-6　斷面肢長為2cm時，以垂直施打B&Q中性膠固定木料，試驗裝置A的力量-位移關係圖………………………………………………83 圖A-7　斷面肢長為1cm時，以垂直施打B&Q中性膠固定烤漆鋼板，試驗裝置A的力量-位移關係圖…………………………………………84 圖A-8　斷面肢長為2cm時，以垂直施打B&Q中性膠固定烤漆鋼板，試驗裝置A的力量-位移關係圖…………………………………………84 圖A-9　斷面肢長為1cm時，以垂直及水平雙向施打DC-795固定木料的力量-位移關係圖…………………………………………………85 圖A-10　斷面肢長為1cm時，以垂直及水平雙向施打DC-795固定烤漆鋼板的力量-位移關係圖……………………………………………85 圖A-11　斷面肢長為1cm時，以垂直及水平雙向施打B&Q中性膠固定木料的力量-位移關係圖……………………………………………86 圖A-12　斷面肢長為1cm時，以垂直及水平雙向施打B&Q中性膠固定烤漆鋼板的力量-位移關係圖………………………………………86 圖A-13　斷面肢長為1cm時，以垂直施打DC-795固定木料，試體受往復加載的力量-位移關係圖…………………………………………87 圖A-14　斷面肢長為1cm時，以垂直施打DC-795固定烤漆鋼板，試體受往復加載的力量-位移關係圖……………………………………87 圖A-15　斷面肢長為1cm時，以垂直施打B&Q中性膠固定木料，試體受往復加載的力量-位移關係圖……………………………………88 圖A-16　斷面肢長為1cm時，以垂直施打B&Q中性膠固定烤漆鋼板，試體受往復加載的力量-位移關係圖………………………………88 圖A-17　斷面肢長為1cm時，以垂直施打DC-795固定木料，試驗裝置B的力量-位移關係圖…………………………………………………89 圖A-18　斷面肢長為2cm時，以垂直施打DC-795固定木料，試驗裝置B的力量-位移關係圖…………………………………………………89 圖A-19　斷面肢長為1cm時，以垂直施打DC-795固定烤漆鋼板，試驗裝置B的力量-位移關係圖……………………………………………90 圖A-20　斷面肢長為2cm時，以垂直施打DC-795固定烤漆鋼板，試驗裝置B的力量-位移關係圖……………………………………………90 圖A-21　斷面肢長為1cm時，以垂直施打B&Q中性膠固定木料，試驗裝置B的力量-位移關係圖……………………………………………91 圖A-22　斷面肢長為2cm時，以垂直施打B&Q中性膠固定木料，試驗裝置B的力量-位移關係圖……………………………………………91 圖A-23　斷面肢長為1cm時，以垂直施打B&Q中性膠固定烤漆鋼板，試驗裝置B的力量-位移關係圖………………………………………92 圖A-24　斷面肢長為2cm時，以垂直施打B&Q中性膠固定烤漆鋼板，試驗裝置B的力量-位移關係圖………………………………………92 表目錄 表2-1 道康寧所提供矽力康的主要性質列表……………………9 表4-1　肢長1 cm時，矽力康施打長度與提供的總橫向及總縱向反力關係…………………………………………………………………27 表4-2　肢長2 cm時，矽力康施打長度與提供的總橫向及總縱向反力關係…………………………………………………………………27 表4-3　200kg設備物在各樓層所受到地震力大小與所需矽力康用量……………………………………………………………………29 表5-1　道康寧對於各類建材上使用矽力康的應用建議報告……32 表5-1-1　木櫃面材平滑面的測試結果……………………………33 表5-1-2　木櫃面材粗糙面的測試結果……………………………34 表5-1-3　鐵櫃面材烤漆面的測試結果……………………………35 表5-1-4　水泥粉刷面材正面的測試結果……………………………36 表5-1-5　水泥粉刷面材側面的測試結果……………………………37 表5-2　同種試體界面的測試結果…………………………………40 表5-3　異種試體界面的測試結果…………………………………41 表5-4 實驗A的測試結果……………………………………………46 表5-5 兩道垂直邊長80cm的矽力康所能抵抗的面內力理論值…46 表5-6 矽力康斷面(等)肢長為1cm時，實驗A2與實驗A的測試結果………………………………………………………………………50 表5-7 兩道垂直邊長80cm、水平邊長15cm的矽力康所能抵抗的 面內力理論值………………………………………………………………………51 表5-8 矽力康斷面(等)肢長為1cm時，實驗A2結果的測試值和理論值………………………………………………………………………52 表5-9 矽力康斷面(等)肢長為1cm時，實驗A3與實驗A的測試結果………………………………………………………………………55 表5-10 兩道垂直邊長80cm的矽力康所能抵抗的面內力理論值…55 表5-11 實驗B的測試結果…………………………………………61 表5-12 兩道垂直邊長80cm的矽力康所能抵抗的面外力理論值…61 表5-13 矽力康斷面(等)肢長為1cm時，實驗A與實驗B的測試結果………………………………………………………………………64 表5-14 矽力康斷面(等)肢長為2cm時，實驗A與實驗B的測試結果………………………………………………………………………65 表5-15 不同斷面肢長的矽力康提供的抵抗力呈比例關係………66 表5-16 矽力康斷面(等)肢長為1cm時，小試體與全尺寸的測試結果………………………………………………………………………66 表5-17 實驗A的測試結果(矽力康斷面肢長為1cm時) ……………68 表5-18　不論受力方向，在不同邊界條件下ρv,1cm的修正值……68 表5-19　各種情況下施打長度為L的矽力康之抵抗力計算公式……70 表5-20　1 cm肢長之施打長度與提供的總橫向及總縱向反力關係………………………………………………………………………71 表5-21　2 cm肢長之施打長度與提供的總橫向及總縱向反力關係………………………………………………………………………72 表5-22　200kg設備物在各樓層所受到地震力大小與所需矽力康用量………………………………………………………………………73 照片目錄 照片1-1a、b 一般室內的設備物並沒有固定於牆面……………2 照片1-2a、b 沒有固定的設備物於地震過後發生傾倒…………2 照片2-1 DC-795……………………………………………………10 照片2-2 B&Q中性膠………………………………………………10 照片2-3 去脂油……………………………………………………12 照片2-4 除膠劑……………………………………………………12 照片2-5 矽力康施打部位附近以膠帶封邊………………………12 照片2-6 用打膠槍連續打膠………………………………………13 照片2-7 使用工具將矽力康表面整平……………………………13 照片5-1 架設好的裝置A…………………………………………43 照片5-2 傢俱用木料………………………………………………43 照片5-3 木櫃………………………………………………………43 照片5-4 烤漆鋼板…………………………………………………43 照片5-5 鐵櫃………………………………………………………43 照片5-6 木櫃面材落……………………………………………47 照片5-7 鐵櫃面材並沒有損壞……………………………………47 照片5-8 粉刷層表面殘留的矽力康明顯可見……………………47 照片5-9 以DC795黏結木櫃面材與粉刷層，矽力康的破壞情形…51 照片5-10 以B&Q中性膠黏結木櫃面材與粉刷層，矽力康的破壞情形………………………………………………………………………51 照片5-11 以DC795黏結鐵櫃面材與粉刷層，矽力康的破壞情形…51 照片5-12 以B&Q中性膠黏結鐵櫃面材與粉刷層，矽力康的破壞情形………………………………………………………………………51 照片5-13 架設好的裝置B…………………………………………57 照片5-14 木櫃面材並沒有損壞……………………………………62 照片5-15 鐵櫃面材並沒有損壞……………………………………62 照片5-16 粉刷層表面殘留的矽力康不明顯………………………62