6-1 不同型式中間支撐分析
由上述章節中知道，使用日本型式的中間支撐搭配鋼所材質的中間 支撐時，當發生墜落時中間支撐將無法承受而產生挫曲，所以本章將試 圖將中間支撐補強，提高中間支撐強度，因為實驗發現中間支撐破壞位 置在於中間支撐主體與翼板交接處，所以下列分析將改變翼板形式與翼 板高度以瞭解這樣的補強效果對中間支撐是否有效。
首先將中間支撐翼板與主體交接的部分改為斜三角的方式支撐，並 提高翼板的高度至 255 ㎜（如圖 6-1），利用電腦分析以了解此型式對 提高中間支撐的強度是否有所幫助。
（單位 mm）
圖 6-1 中間支撐不同型翼板尺寸圖
設計內容：中間支撐的特性可由三維實體元素進行繪製，再設定邊 界條件，分析模型所適用的尺寸單位為 m，施力：10,000N（如圖 6-2）。材料的性質以 CNS-SS400 鋼材為模擬參數，分析結果如下圖 6-3 至 6-8。
楊氏係數(Young's modulus)：2.04×1011N/m2 蒲松比(Poisson's ratio)：0.3
降伏強度：2.45×108N/m2 剪切模量：7.9×1010N/m2
圖 6-2 中間支撐不同型翼板模型
圖 6-3 中間支撐不同型翼板網格後
圖 6-4 中間支撐不同型翼板變位圖
圖 6-5 中間支撐不同型翼板應力
圖 6-6 中間支撐不同型翼板最大應力位置放大圖
圖 6-7 中間支撐不同型翼板應變圖
圖 6-8 中間支撐不同型翼板最大應力位置放大圖
由 上 圖 可 以 知 道 當 施 加 外 力 達 到 10,000N 時 ， 中 間 支 撐 變 位 為 0.041795m，最大應力值已經達到 1.65×109N/m2。將應力應變圖繪出（如
圖 6-9），可以計算出此型式中間支撐達挫曲破壞時為 510 ㎏，相較於 原型式的中間支撐只提高了約 10 ㎏的強度，提高的強度並非有明顯增 加。
應力應變曲線圖
2.84E-04 5.69E-04
9.82E-04 1.51E-032.21E-03
4.30E-03
8.10E-03
1.20E-02
0.00E+00 1.00E+08 2.00E+08 3.00E+08 4.00E+08 5.00E+08 6.00E+08 7.00E+08 8.00E+08 9.00E+08 1.00E+09
0.00E+00 2.00E-03 4.00E-03 6.00E-03 8.00E-03 1.00E-02 1.20E-02 1.40E-02 應變
應力 數列1
圖 6-9 中間支撐不同型翼板應力應變圖
由於我國法規之規定當錨定端支撐要承受 2300kg 以上拉力，但是日 本式中間支撐在靜力測試與有限元素法分析後發現並不能承受 2300kg 以 上拉力且經過上一章的中間支撐動態測試發現，若安全母索使用鋼索 時，中間支撐將無法承受墜落物墜落時產生的拉力而發生挫曲破壞，所 以為達我國法規之規定，吾人將對中間支撐進行補強研究。補強辦法是 根據靜力測試結果中發現中間支撐挫曲破壞位置在中間支撐主體與翼板 交接處，所以將中間支撐翼板高度與中間支撐主體加厚由原本的 1.6 ㎜ 加厚到 2.0 ㎜做補強（如圖 6-10）。有限元素法分析結果如表 6-1 所 示。
圖 6-10 改變翼板高度示意圖
表 6-1 補強後分析結果
主體厚度－翼板高度 破壞強度
1.6-180 500 ㎏
1.6-280 503 ㎏
1.6-380 527 ㎏
1.6-480 656 ㎏
2.0-180 519 ㎏
2.0-280 613 ㎏
2.0-380 652 ㎏
2.0-480 777 ㎏
由上表得知當翼高度為 480 ㎜時，中間支撐的破壞強才會有明顯的
（a）180 ㎜
（b）280 ㎜ （c）380 ㎜ （d）480 ㎜
提升，但是所提升後的強度仍然還是低於我國法規上的標準
6-2 美國型式中間支撐分析
對於日本型式中間支撐做進一步改良設計後發現，還是無法有效提 高中間支撐的強度，所以利用電腦進而分析美國中間支撐當錨錠端的可 行性（圖 6-11）。
圖 6-11 美國中間支撐尺寸簡易示意圖
利用結構分析軟體 ANSYS 來分析美國型式的中間支撐，並對中間 支撐施 1000 ㎏外力。由分析結果中可以知道其最大變位是 0.007465m
（圖 6-12），符合美國法規當錨錠端的中間支撐須承受 10kN 偏折不可 以大於 1 ㎝，且美國行事的中間支撐相較於日本的強度也較高。所以若 想使用中間支撐當錨錠端，可以選用美國型式的中間支撐。
30
°高度 110 ㎝
外徑為 5 ㎝×5 ㎝方管 厚度為 1.6 ㎜
圖 6-12 美國中間支撐變位圖