第四章 結論與建議
照片 2- 9 信號連接盒（Junction Box）
註解 [s2]: 他不是NCREE 的 耶? 重照?
第三章 計畫執行成果
表3-2 修正之設備系統預定安裝進度
Lift Cylinder Pump 預於 96 年1 月 20 日前
到貨
第一節 萬能材料試驗機之驗收規劃
為驗收3000 噸萬能材料試驗機，滿足各項規格要求及力學表現，本研究團隊
預計設計一足以承載拉壓力 3000 噸之試體，作為驗收材料試驗機之使用。試體若 為鋼筋混凝土試體，抗拉強度會無法承受 3000 噸之拉力；若為鋼構造試體，在承 受壓力時容易產生挫屈（buckling），無法承受 3000 噸之壓力，因此此驗收試體必 須滿足拉壓承載力大於 3000 噸之要求。為驗收測試材料試驗機之性能，本計畫設 計一組挫屈束制消能支撐（Buckling Restrained Brace , BRB），如圖 3-1 所示，試體 總長約 12m，可承受超過 3000 噸之拉壓力，亦可同時以反覆載重測試試驗機滿載 之拉力與壓力，並監測是否滿足材料試驗機之性能曲線。
圖3-1 挫屈束制消能支撐示意圖
本中心研究團隊在BRB 行為測試上有相當之研究，為配合 3000 噸萬能材料試 驗機之驗收程序與要求，其中包含滿載荷重下軸向應變不得超過1/2000 等規定，以 及考量本計畫驗收試體預算之經費後，設計出一驗收用BRB 試體，如圖 3-2 所示，
此BRB 試體必須滿足以下之規格需求：
圖3-2 挫屈束制消能支撐試體設計圖
1. 在 2 倍設計樓層側位移角所對應之挫屈束制支撐兩端點的變形未達到前，挫屈
該廠商過去所製作之挫屈束制支撐，最大核心應變須超過1.5%以上。
為了將測試 BRB 確實地安裝在材料試驗機上，必須有適當的夾具設計，本研 究團隊擬設計一組夾具，適用於不同尺寸以及測試負載之 BRB 測試元件（或可應 用於日後其他試驗構材），待材料試驗機完成測試驗收後，此夾具在往後的試驗中 仍可重複使用。圖3.3 為目前國家地震工程研究中心現有針對 1200 噸之軸向拉壓力 試驗之夾具，共約12 噸重，依此經驗進一步設計驗收材料試驗機時所需求之夾具。
圖3-3 夾具示意圖（國家地震工程研究中心之夾具）
由於先前召開專家學者中針對 3000 噸萬能材料試驗機底座規格提出多種建 議，在決定最後設計版本後，並以正式會議紀錄通知 3000 噸萬能材料試驗機之承 包代理廠商，然而由於承包代理廠商與製造原廠商在溝通上之疏失，造成目前組裝 中之試驗機底座規格與原設計不同，原研究團隊建議設計之壓力平台孔徑為 75mm，孔距為 400mm，為穿透設計，如圖 3-4 所示；目前承包廠商安裝在試驗機 上之平台，孔徑為50mm，孔距為 600mm，如圖 3-5 所示。此疏失造成本研究團隊 在設計試驗夾具時，存在許多不確定因素，依照原設計平台規格以及現有已安裝於 試驗機之規格，本研究團隊設計了兩組夾具，如圖3-6 與圖 3-7 所示。在承拉力方 面，目前承包廠商已製作完成之拉力接頭承接板孔徑為68/69mm (穿透設計)，如圖 3-8 所示，本研究團隊設計之夾具，如圖 3-9 所示，可符合實驗需求。有關平台規
格之相關問題，待承包廠商與建築研究所同仁達成共識之後，再決定採用哪組夾具 供日後實驗室運作之用。
圖3-4 原設計承壓平台之規格
圖3-5 目前已製作之承壓平台之規格
圖3-6 依原設計規格設計之夾具示意圖
圖3-7 依目前已製作之規格設計之夾具示意圖
圖3-8 目前已製作之承拉接頭之規格
圖3-9 依目前已製作之規格設計之上部夾具示意圖
3000 噸萬能材料試驗機之招標規格，拉力為 1500 噸，壓力為 3000 噸，目前製 作實際規格為拉力2000 噸，壓力為 3000 噸。本研究團隊設計之 BRB 試體，極限 拉壓力為2200 噸左右，可滿足拉力容量與反覆循環載重性能之驗收要求，但無法 滿足壓力容量性能驗收要求，為了讓將來試驗機順利完成驗收，本研究團隊另設計 了兩支鋼筋混凝土柱，以壓力試驗驗收試驗機之壓力容量。共計規劃兩座試體，一 組配置耐震箍筋，一組配置一般箍筋，試體高度為386cm，斷面為 80cm x 80cm，
混凝土強度為350 kg/cm2，鋼筋強度為4200 kg/cm2，設計如圖3-10 與圖 3-11 所示。
圖3-10 混凝土柱承壓試體（耐震箍筋）
100cm
(A36 steel, t=3cm)
加勁鋼箱 (A36 steel, t=3cm,高30cm)
下端板，
(A36 steel, 100x100x3 cm)
Specimen 2
彎鉤直線段>8cm
圖3-11 混凝土柱承壓試體（一般箍筋）
第二節 相關實驗技術之訓練
簡介
16:00~17:00 NCREE 實驗室現
場導覽 實驗場 17:00~17:30 綜合討論 會議室
(h) 量測儀器檢核與校正
(i) 試驗進行之相關事項，如照相、觀察等 (j) 大型力學實驗進行之資料蒐集與彚整
(k) 大型力學試體撤離試驗構架與實驗場之協調與方式
圖3-12 試體架設示意圖
2. 擬動態實驗技術
擬動態試驗方法混合了數值模擬分析以及結構實驗等兩種原本在結構工程領 域內常用的方法，以求出結構在受到各種外力作用下的動態反應。利用反力牆 與強力地板進行擬動試驗可以克服振動台試驗中所會遇到的困難，例如過大質 量的試體可能與振動台產生互制效應，或者是原型結構與和縮尺後的模型結構 彼此之間所存在之動態模擬與材料模擬上的困難。
3. 網路合作實驗技術
由於工程結構物之耐震性能要求與工程複雜度的提高和各式新型元件不斷創
新，使得地震工程相關的實驗也日趨於複雜，尺度也逐漸增加。美國於 1999 國 91 年即以專案計畫開始進行相關研究，建立名為 ISEE (Internet-based Simulation for Earthquake Engineering)的網路整合型地震工程實驗環境系統，並 領先世界各國，與國立台灣大學完成跨實驗室且資料即時共享的合作式實驗。
數量 金額(新台幣) 數量 金額(新台幣) 數量 金額(新台幣)
含蓄壓器、線材(Triggle Cable) 2組 2,000,000 1組 1,000,000 1組 1,000,000
含P、R、D管 6組 300,000 2組 100,000 2組 100,000
行程容量 : 1000mm ，出力容量 : 50ton ，40GPM伺服閥 2組 3,200,000
行程容量 : 1000mm ，出力容量 : 100ton ，40GPM伺服閥 2組 3,800,000 2組 3,800,000 2組 3,800,000 動態 行程容量 : 1000mm ，出力容量 : 100ton ，400GPM 伺服閥 1組 6,500,000
控制系統
Hardware
- MTS Model 493.10 chassis x 1, 493.40 I/O Carrier x 8, Station (Test) x 4, Channel x 8
- Floor Standing Enclosure for FlexTest GT / FlexTest GT Supervisor x 1 - MTS Model 493.21 Universal Conditioner x 16
- MTS Model 493.47 Encoder Interface Board x 4 - Shunt Cal Connector Kit x 8, Shunt Cal Resistor Kit x 8 - MTS Model 493.45 Analog Input x 3, MTS Model 493.46 D/A Module x 1 - MTS Model 493.77 filtered BNC transition board (300Hz) x 3 - MTS Model 493.76 Analog Output BNC x 1
- MTS Model 493.72 User Defined Digital I/O with Access Box x 1 - 493.15 Three Stage Valve Driver x 8, Remote Emergency Stop x 3 - 493.07 Pump Interface box, 24V x 1, MTS Model 493.74 HSM Module x 2 - 3 stage Servovalve Cable, pilot and valve lvdt, Y adapter, 1.5ft x 8 - Interconnect Cable Assembly, 6 Channel I/O to Transition Module x 4 - Peripheral Mating Connector Kit x 1, TestStar IIm/FlexTest GT Accessory Kit x 1 - All Cables (for Actuators, Tempo, and Analog I/O)
- PC
Software - 793.00 FlexTest GT Maintenance, Enhancement, and Support for one year - 793.10 MultiPurpose TestWare x 1, 793.10 Multi-Purpose TestWare Manual x 1 - 793.03 Calculations with Outputs x 1
- 793 Programming Libraries – CD x 1
1組 5,000,000
型號 : THS-1100，量測頻道容量可達1000channels 2組 2,000,000 2組 800,000 2組 800,000
量測頻道容量 : 50channels 3組 1,500,000 2組 1,000,000 1組 500,000
電腦及其他相關週邊設備 含GPIB及相關介面卡 1式 500,000 1式 500,000 1式 250,000
量測位移容量為1000mm 2組 300,000 2組 300,000 2組
量測位移容量為500mm 2組 300,000 2組 300,000 2組
量測位移容量為300mm 5組 450,000
量測位移容量為200mm 10組 350,000
量測位移容量為100mm 10組 200,000 5組 100,000 5組 100,000
量測位移容量為50mm 10組 200,000 5組 100,000 5組 100,000
量測位移容量為30mm 10組 200,000
量測位移容量為20mm 10組 200,000
量測位移容量為10mm 10組 200,000 2組 40,000 2組 40,000
量測位移容量為5mm 20組 200,000
量測角度容量為3o 5組 150,000
量測角度容量為5o 5組 150,000 5組 150,000 5組 150,000
量測角度容量為10o 5組 150,000
含量測金屬及混凝土 1式 500,000
量測受力容量為50ton 2組 300,000
量測受力容量為100ton 2組 300,000
訊號線、傳輸線、相關端子接頭及端子板等 1式 500,000
起重設備 鋼練、鋼索、吊帶、卸克等 1式 350,000 1式 100,000 100,000
負載容量2.5ton 1台 850,000 1台 850,000
垂直升降高度可達13m (反力牆最高高度為12m ) 1台 1,000,000 1台 850,000
出力容量100ton ，含錨座，pump 2組 300,000 2組 200,000
Φ3規格，長度2.4m ~4m ，含墊片 50組 1,500,000 50組 200,000
實驗安裝接合設備 含接合油壓致動器，以及實驗構架與強力地板接合，含平板及I Beam 1式 1,000,000 1式 300,000 MTS Flextest GT Controller
量測系統
靜態資料收集器 (Datalog) 接線箱 (Switch Box)
Temposonic III
位移計
角度計 (Tiltmeter)
應變計 (Strain Gauge) 荷重計 (Load Cell)
相關線材
修正後規劃(預算考量) 再修正後規劃(預算考量)
油壓系統及致動器設備
油壓分歧座 (HSM，Hydraulic Service 油管
建築研究所3000 噸萬能試驗機，為國內大型力學實驗室最先進之試驗設備，
可進行多項目前國內所無法進行之試驗，本研究團隊考慮經費之運用以及社會大眾 之期待，建議 3000 噸萬能材料試驗機之相關實驗硬體設施列為優先採購。本年度 首先採購油壓致動器伺服閥40gpm 100 噸兩組，50 噸兩組（須可以 GT controller 控制），並階段性升級已於3000 噸萬能材料試驗機中採購之 GT controller，以及相 關資料收集系統以及傳感器（如位移計、荷重計或角度計等），在建研所大型力學
應變量：≧±12,000×10-6 strain，精度：±0.1%FS。
- 激勵電壓：至少可提供 2VDC～10 VDC 之任一電壓（例如 5VDC）
- 可設定任一頻道為觸發頻道（Trigger Channel）、觸發值（Trigger Value）
- 在電腦螢幕上，至少可以同時顯示 4 個即時畫面（含 XY Plot）等功能，做 為數據及圖形的即時監視。
- 作業系統為 Windows XP Professional。
- 可將所有資料儲存成可讀取的檔案（例如 Microsoft Excel 或 Text file）。
- 界 面：RS-232C（38400bps）或 Ethernet RJ45（100B）
- 網路界面：10/100MPS。
- 作業系統：Windows XP Professional。
- 防毒軟體：隨機版防毒軟體。
4. 不斷電系統（含機架）
- 19 英吋標準機架，可將儀器設備，全部安裝在機架內。
- 不斷電系統：容量：3KV，市電輸入：80～145V AC，市電輸出：110V AC，
60Hz 三、LVDT 位移計
量測隔震器在地震發生時所受的變形量，需依規定位置安裝，並提供安裝時所 需的固定架；量測方向移動時，其他軸向亦可活動，以避免位移計的損壞。
量測範圍：≧300mm（全行程）
線 性 度：≦±0.5% F.S 重 複 性：≦±0.1% F.S 反應頻率：≧10Hz 溫度範圍：-0～+50℃
需提供LVDT 作動所需電源。
四. 地震感知器
地震計主要是偵測地震之震動力，它具有X、Y、Z 3 方向之加速度信號，同時 可以起動中央集錄系統進行自動量測的工作。
- 頻率特性：DC～100Hｚ（±3dB）
- 量測範圍：±2000gal - 靈 敏 度：5mV/gal - 解 析 度：0.00005％ F.S - 直 線 性：0.03％ F.S - 阻 尼 比：ｈ＝ 0.6～0.7
- 校 正：可提供外部校正功能 - 工作電源：±15VDC
- 操作溫度：0℃～＋50℃
第四節 實驗室土建
目前土建已大致完工，如照片3-1 所示。經本研究團隊於現地勘察後發現，強 力地板之平整度不甚滿意，經與建研所討論後，得知在 3000 噸萬能試驗機安裝完 成後，將會於強力地板表面施作高強度Epoxy 耐磨地坪。
另外，於現地勘察後發現，強力地板上距反力牆及加勁牆之第一排開孔淨間距 為25cm 規格不符，如照片 3-2 所示。