第二章 試驗儀器介紹
本章就試驗之發電機設備、彈簧避振器和橡膠抗震器作基本介 紹,並說明試驗過程中所使用之量測儀器,包括測力計(Load Cell)、
外部水平位移計等等的構造原理和架設方式,最後簡介轉接板尺寸及 其組裝方式。
如圖2.1 所示,整體架構共可概分為承載物、組合鋼架、基座三 部分。承載物採用的是2.1 節介紹之柴油發電機,組合鋼架則以兩組 3.8m 長槽鋼加上兩組 1.37m 長槽鋼組立銲接而成,發電機和組合鋼 架兩者重量共計5.5 噸;至於基座方面,依試驗類型不同共可分為(1) 四個角落裝設彈簧避振器,及(2)除了裝設四個彈簧避振器外,在發 電機長邊兩彈簧避振器間各裝設兩組橡膠抗震器(共四組橡膠抗震 器)。
2.1 試驗設備
發電機:
如圖 2.2、圖 2.3 所示,本文之試驗對象為一般醫院建築適用之中型 發電機,發電機用柴油引擎,品牌為美產康明斯(Cummins),輸出馬 力(1800rpm,HP),600 千瓦,尺寸 3.8m×1.55m×2.2m (長×寬×高)。引 擎型號:VTA28G-5,試驗過程中發電機並無運轉,視為震後緊急發電 之用。
彈簧避振器:
型號為 YS-2-2400A25,屬螺桿束制型彈簧避振器,一組彈簧避振器 內含兩個大彈簧和兩個小彈簧,且可承受 2400 公斤重之垂直向靜載
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重,螺旋彈簧可壓縮量為 25 mm,彈簧底部無任何固定措施,僅平 放在外框之基座上。外框鐵材部分則使用黑鐵(SS41),並且採熱浸鍍 鋅處理,以防止外框生鏽,彈簧上部則由水平蓋板覆蓋,水平蓋板上 方則有高度調整螺栓,除了可調整承重蓋板的高度外,在試驗過程中 用以傳遞承重蓋板所承受之水平側力和垂直載重至彈簧;承重蓋板除 了和中間高度調整螺栓以螺絲接合外,另外在兩側各銲接一支螺桿,
插入外框架上部的孔內;孔內則有裝設橡膠墊圈,可避免兩側螺桿直 接碰撞到外框架。本試驗安裝之彈簧避振器適合用於安裝在冰水主 機、冷卻水塔、發電機等空調設備下。其作用在於可隔絕發電機發動 及運作時所產生之振動傳遞至建築結構。( 彈簧避振器實際圖形請參 考圖2.4、圖 2.5 所示,零件拆解、組裝圖參考圖 2.6、參考圖 2.7 ) 橡膠抗震器:
型號為YS-7500EL,垂直方向採鉸接方式,在兩旁鉸接處各有一層橡 膠墊圈,用以減緩軸向之水平地震力,內部則填充圓柱型橡膠,用以 減緩側向之水平地震力。外框鐵材部分則使用黑鐵(SS41),並且採熱 浸鍍鋅處理。橡膠抗震器適用於安裝在冰水主機、冷卻水塔、發電機 等空調設備下。可抵抗0.75G 以上之水平地震力。( 橡膠抗震器相關 圖形請參考圖2.8、圖 2.9 )
2.2 量測裝置
1.測力計(Load Cell):
採用國家地震中心提供之測力計,可量測得三軸向(水平剪力+軸力) 之力量,且三向之量測容量均為20 噸。
2.外部水平位移計:
採用 MTS 公司出產之 Temposonics ⅡTransducer ,使用磁致伸縮工 作原理(Magnetosrictive Technology)量測位移。
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3.拉線式位移計(Cable-Extension Displacement Sensor):
其功用在於可量得待測物任意角度之位移量,原理利用不銹鋼軟索連 結於待測物上,而另一端裝載有訊號轉盤則安裝於固定端,當待測物 產生移動時,軟索因應待測物的移動而產生伸縮,此時拉線式位移計 內部的彈簧轉軸開始轉動,並且產生訊號。
4.加速度規:
採用SETRA 公司出產之加速度規,其型號為 Model 141A,試驗範圍
±2g。
2.3 試驗佈置
整體基座配置請參考圖2.10、圖 2.11。基座構架之設計重點分為 兩部分,第一部分為發電機底座槽鋼與轉接板銲接處,第二部分則為 彈簧避振器(橡膠抗震器)、測力計、強力地板之間與轉接板螺栓對接 處,轉接板的施工裝置圖請參考圖 2.12~2.14,轉接板的尺寸圖請參 考圖2.15~2.22。施工步驟如下所示:
第一部份:
(1) (f)板銲接在欲裝設彈簧避振器和橡膠抗震器兩旁的槽鋼中,目 的在於避免槽鋼產生變形,加強槽鋼勁度。
(2) 再將(e)板貼緊(f)板,加強(d)板的勁度。
(3) (c)、(d)板銲接在兩個(e)板之間,(d)板用來連接組合鋼架和彈簧 避振器; (c)板則在於連接組合鋼架和橡膠抗震器。
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第二部份:
(1) 在欲放置測力計(Load Cell)的地方裝設(g)板,並且以螺栓和 測力計對接。
(2) 在欲裝設彈簧避振器的部分,測力計上方裝設(a.1)、(a.2);欲裝 設橡膠抗震器的部分,測力計上方裝設(b)板。
(3) 將彈簧避振器底部和(a)板連接,頂部和(d)固定接合。橡膠抗震 器底部和(b)板連接,頂部和(c)固定接合。
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