廠房樓版之 SAP2000 模型建立

隨著高科技產業的進步，目前各高科技產品的加工製造均已進入細微 化與超精密化，而其製程對於環境振動之要求益趨嚴苛。半導體製程技術 從1995年0.35微米製程進展到目前（2006年）的90奈米及65奈米製程，其 對環境振動規格的要求足足提高了三倍。本章將利用SAP2000有限元素分 析軟體建構無塵室局部樓版之結構分析模型，並藉由參數分析探討無人搬 運車(AGV)行走在廠房樓板時所產生之振動反應以及煞車之影響。此外，

亦針對跨距過長或車輛過重導致樓版振動量過大之情況，利用鋁桁架結構 質輕、空間穿透性佳及施工快速等特性，探討將其應用於樓版剛性補強的 可行性。

3.2 廠房樓版之 SAP2000 模型建立

3.2.1 SAP2000 簡介

SAP2000 歷經多次的修改與改版後，成為一功能強大之全視窗介面 結構分析軟體。使用者可在三維空間中建立幾何形狀的基本分析模型，桿 件元素、薄殼元素的斷面幾何性質，鋼筋混凝土材料、鋼構材、非線性元 素力學性質、或是一新定義材料之材料特性，以至於靜力分析、模態分析、

反應譜分析、歷時分析、推進分析及結構分析等，皆可輕易地於 SAP2000 視窗介面中快速、準確的完成。

SAP2000 之分析結果可完全以圖形介面顯示，如靜力載重變形、動 力振形、軸力、剪力、彎矩圖、應力分佈圖及歷時結果分析等。視窗圖形 化的呈現，可讓使用者能夠清楚地了解結構模型的力學行為。此外，標準 化之文字格式輸出結果，可供使用者從事後處理工作。

3.2.2 廠房模型建立

為求準確模擬無人搬運車(AGV)行走在高科技廠房無塵室樓板之 振動行為，本研究採用真實之廠房結構設計資料作為數值模擬分析的對 象。由於 TFT-LCD 廠房平面之長、寬尺寸動則上百米，若整體納入分析勢 必得耗費大量的電腦計算時間。由於結構體在環境微動下的樓板振動行 為，主要係屬結構之局部振態反應，因此本研究僅選取結構之局部區域進 行有限元素模型分析，在不影響結構樓版振動行為之真實性下，減少電腦 計算時間，增加時效性。圖 3.1 為模擬分析之結構平面尺寸圖，該模擬結 構為長 28.8m([email protected])、寬 14.4m([email protected])子結構系統；最外側兩旁為結 構主柱(800×800×35×35mm)，中間部分為小柱(400×400×25×25mm)；結構四 周外圍及柱與柱之間採用的小梁尺寸為(500×304×15×24mm)；廠房樓層高 5m。圖 3.2 為局部廠房結構之 SAP2000 結構分析模型。

3.2.3 定義設備尺寸

以 Area Section 模擬放置於無塵室中的設備。假設設備重量為 2 噸，並視其為剛體，擺放在樓版中央。SAP 軟體之模型建構輸入版面如圖 3.3 所示，其中：

Section Name：斷面名稱 Material Name：材料性質 Membrance：薄膜厚度 Bending：承受彎矩厚度 Type：面積型式

材料性質設定為「Steel」，薄膜厚度與承受彎矩厚度（設備體積與自重皆 是 以 此 參 數 作 計 算 ） 在 大 多 數 情 況 ， 兩 者 數 值 相 同 ， 面 積 型 式 勾選

「Shell」。

3.2.4 定義構件斷面(Defining Frame Section)

已知實際廠房結構的大柱、小柱、梁等尺寸及後續對樓版補強所 使用的鋁桁架尺寸，可於 Frame Section 自行定義桿件斷面，如圖 3.4 所 示，其中：

Import：匯入斷面定義檔 Add：加入一斷面

分別選擇 Add/wide Flange、Add Box/Tube 或 Add/Pipe，依照實 際尺寸進行設定。

如圖 3.5~3.7 所示，斷面對話方塊隨定義不同之斷面幾何形狀而

有所不同。圖中左側視窗各項參數鍵入完畢後，右側視窗會顯示該斷面之