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建築材料實驗群實驗設施建置之研究-建築組件實驗室實驗設施建置規劃研究

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Academic year: 2021

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(1)目. 錄. 目錄.......................................................................................................................1 表目錄..................................................................................................................3 圖目錄..................................................................................................................4 照片目錄..............................................................................................................5 誌謝..............................................................................................................6 摘要..............................................................................................................7 第一章. 緒論...................................................................................................8. 1.1 研究背景與目的...............................................................................8 1.2 研究方法與內容...............................................................................8 1.3 預期成果與展望...............................................................................10 第二章 實驗室儀器設備規劃.......................................................................12 2.1 國內現有實驗儀器設備...............................................................12 2.2 實驗儀器設備規劃........................................................................12 第三章. 實驗室空間需求規劃..................................................................36. 3.1 實驗室空間配置...........................................................................36 3.2 油管管路配置...............................................................................38 第四章. 結論與建議.....................................................................................40. 參考文獻............................................................................................................42 附錄. 學者專家諮詢座談會議記錄............................................................43. 1.

(2) 附件. 萬能材料試驗機招標規格............................................................77. 2.

(3) 表 目 錄 表 2.1 反力牆與强力地板規劃尺寸表.............................................................14 表 2.2 連福橡膠製品公司 6000 噸萬能材料試驗機規格表..........................16 表 2.3 美國 UC Berkeley 2000 噸萬能材料試驗機規格表...............................18 表 2.4 日本 PWRI 3000 噸萬能材料試驗機規格表..........................................22 表 2.5 日本 Nihon University 3000 噸萬能材料試驗機規格表.........................22 表 2.6 萬能材料試驗機規劃方案表..................................................................24 表 2.7 油壓致動器之規格與粗估價格…..........................................................33 表 2.8 油壓及冷卻系統之規格與粗估價格.....................................................34 表 2.9 電腦控制系統之規格與粗估價格.........................................................34 表 2.10 其他儀器設備之規格與粗估價格.......................................................35 表 3.1 初步規劃大型力學實驗室空間配備表................................................36. 3.

(4) 圖 目 錄 圖 1.1 總計畫與各子計畫之關係圖..................................................................11 圖 2.1 連福橡膠製品公司 6000 噸萬能材料試驗機尺寸圖..........................15 圖 2.2 日本 PWRI 3000 噸萬能材料試驗機尺寸圖..........................................21 圖 2.3 連結機械公司設計之萬能材料試驗機................................................25 圖 2.4 MTS 設計之萬能材料試驗機....................................................................28 圖 2.5 MTS 設計之萬能材料試驗機 (立面圖)..................................................28 圖 2.6 MTS 設計之萬能材料試驗機搭配之選擇配件.....................................29 圖 2.7 MTS 設計之萬能材料試驗機搭配之選擇配件(立面圖)...................29 圖 2.8 國立台灣科技大學營建系振動臺尺寸圖.............................................32 圖 3.1 大型力學實驗室地下一樓空間配置圖................................................37 圖 3.2 大型力學實驗室一樓空間配置圖.........................................................37 圖 3.3 地下硬管配置圖........................................................................................38 圖 3.4 實驗室硬管配置平面圖..........................................................................39 圖 3.5 反力牆硬管配置立面圖..........................................................................39. 4.

(5) 照 片 目 錄 照片 2.1 連福橡膠製品公司 6000 噸萬能材料試驗機...................................15 照片 2.2 美國 UC Berkeley 2000 噸萬能材料試驗機.......................................17 照片 2.3 日本 PWRI 3000 噸萬能材料試驗機..................................................19 照片 2.4 升降横軛之螺芽鋼棒..........................................................................19 照片 2.5 方便工作人員進行作業之工作平台................................................20 照片 2.6 萬能試驗機兩側之滑車軌道.............................................................20 照片 2.7 萬能材料試驗機協助安裝試體之滑車............................................21 照片 2.9 日本 Nihon University 3000 噸萬能材料試驗機.................................23 照片 2.10 國家地震工程研究中心之振動臺...................................................31. 5.

(6) 誌. 謝. 本研究計畫報告執行期間,承蒙諸位學術界以及業界之專家學者, 在專家諮詢會議中提供寶貴之建議與意見,使本研究計畫實驗室規劃更 趨於完美。此外,對於國內連福橡膠製品公司、美國 UC Berkeley、日本 PWRI 以及日本 Nihon University,在蒐集資料期間給予本計畫的幫助,讓 本研究團隊蒐集到各油壓萬能材料試驗機之珍貴資料並攝影到珍貴之 照片,在此一併表示感謝。. 6.

(7) 摘. 要. 關鍵詞:建築組件實驗室、反力牆、油壓萬能材料試驗機 內政部建築研究所多年前開始著手籌設與建築相關的實驗研究設 施。 「建築材料實驗群」包含三個主要實驗室組合: (一)建築組件實驗 室, (二)建築材料實驗室, (三)建築耐久與耐候實驗室,其設置的目 的主要在提供場所及設備以對於建築材料本身之屬性、建築組件之力學 性能以及建築材料之耐久與耐候性等方面進行研究實驗或測試。 本計畫目的乃針對建築組件實驗室之籌建,規劃未來整體發展之方 向與重點,依據未來研究及整體發展之方向與重點,規劃實驗室所需設 備之設置與空間配置,並協助建築工程配合介面之建議,以利後續實驗 室建置作業之進行。同時亦配合建築工程進行,協助相關介面之檢討與 修正,以利實驗場館設計與建造工作之推動與實驗室儀器設施購置作業 之執行。評估建築組件實驗室規模大小,決定反力牆長度、高度及形狀 與强力地板面積,並決定油壓動力系統配置系統與控制室、儀器校正準 備及儲存等運作系統。此外,本實驗室的重點著重於 3000 噸大型油壓 萬能材料試驗機,與國內數位專家學者及業界精英進行一系列之研究與 討論,進行詳細的評估與研討,決定此萬能材料試驗機之規格與功能 性,期望以最合理的價格完成萬能材料試驗機之購置,不但可負起對國 內建築材料之研究發展、檢驗測試、性能評鑑及標準訂立之責任,更可 協助建築業者正面發展,有效規範國內建築材料市場,以提升國內建築 材料之水準。. 7.

(8) 第一章. 緒. 論. 1.1 研究背景與目的 內政部建築研究所基於本身任務與職責所在,多年前即已開始著手 籌設與建築相關的實驗研究設施,一方面參考國外等類似研究機構之實 驗設施之外,另一方面同時檢討國內「國家級」實驗研究機構如財團法 人國家實驗研究院國家地震工程研究中心以及各大專院校相關科系實 驗室之現況與社會需求。經由多年累積之大型專案研究計畫之規劃評 估,再依據政府公共安全、政策導向、法規制度之監督管理及公益性之 審慎考量,於民國八十七年二月,完成了「建築研究所建築實驗設施設 置計畫」,包括了:(一)建築防火實驗群,(二)建築性能實驗群,及 (三)建築材料實驗群。依照前期計畫之規劃,「建築材料實驗群」包 含三個主要實驗室組合: (一)建築組件實驗室, (二)建築材料實驗室, (三)建築耐久與耐候實驗室,其設置的主要目的在提供測試或試驗場 所及所需設備以對於建築材料本身之屬性、建築組件之力學性能以及建 築材料之耐久與耐候性等方面進行研究實驗或測試。 本計畫目的乃針對建築組件實驗室之籌建,規劃未來整體發展之方 向與重點,依據未來研究及整體發展之方向與重點,規劃實驗室所需設 備之設置與空間配置,並協助建築工程配合介面之建議,以利後續實驗 室建置作業之進行。同時亦配合建築工程進行,協助相關介面之檢討與 修正,以利實驗場館設計與建造工作之推動與實驗室儀器設施購置作業 之執行。本建築組件實驗室包含在「建築材料實驗群建置規劃總計畫」 之整合計畫中,總計畫與各子計畫之關係如圖 1.1 所示。. 1.2 研究方法與內容 近年來大地震頻傳,諸如 1994 年美國洛杉磯北嶺大地震、1995 年. 8.

(9) 日本阪神大地震、1999 年土耳其大地震、1999 年台灣集集大地震、2001 年印度古加拉特大地震、2003 年阿爾及利亞大地震等,均造成重大人命 傷亡及財產損失,而絶大部分的原因來自於建築物的損壞或倒塌。因此 若要有效地降低災害損失,除了探討結構耐震設計、改善結構系統以及 落實施工方法之外,在材料及構材之選用、隔減震消能裝置之設置等也 都被不斷改善與開發創新。隨著新材料、新技術以及新工法開發後,無 論是結構或非結構性建築材料,其相關之材料屬性、構件性能與建材耐 久耐候性技術亦隨之快速提升。伴隨而至的研究發展、檢驗測試、性能 評鑑以及標準建立等,需要仰賴政府設立「國家級」實驗測試設備與場 所,購置先進且適切的實驗研究設備,將可負起對國內建築材料之研究 發展、檢驗測試、性能評鑑及標準訂立之責任。如此一方面可協助建築 業者正面發展,另一方面可有效規範國內建築材料市場,以提升國內建 築材料之水準。 本研究由主持人敦聘國內具相關實驗經驗之專家,組成一任務編組 研究群。研究方法藉由舉行密集專家學者座談與諮詢,儘量以使用者觀 點,作為將來實驗室規劃設計之出發點,同時亦須兼顧在土建工程施工 方面的可行性。整體設計配置不但須滿足實驗室近期運作之功能需求, 若客觀條件允許亦須考慮長期之擴充機能。配合材料與耐久性實驗設施 需求,本研究將針對「建築組件實驗室」之建置作出以下建議,供建築 師能及時完成設計圖說以利發包作業。所執行的研究內容如下: 1. 空間配置規劃: 藉由實驗群建置研究成員之充分討論,與建築師作詳盡之溝通建議, 對於本實驗室之室內空間調配、設備存放、作業動線,室外景觀及出 入動線等,將可獲得可行性之確認。 2. 主要實驗結構規劃: 釐清未來實驗需求與定位,可進一步對於反力牆與強力地板之面積、. 9.

(10) 尺寸、形狀、配置型式等作出建議結論。 3. 支援實驗系統配置規劃: 支援實驗所須之相關設備頗為繁瑣,舉凡資料擷取系統、攝錄影設備 系統、試體組裝之起重設備、搬運設備、簡易之加工與製作機具等, 均須予以妥善規劃。 4. 實驗儀器、設備配置初步規劃: 對於實驗室啟用初期,中、長程實驗需求,必須配置之實驗設備,參 照現有之文獻資料與研究報告,排定購置之優先順序。. 1.3 預期成果與展望 建築材料實驗群由三個實驗室所構成: (一)建築組件實驗室, (二) 建築材料實驗室,(三)建築耐久與耐候實驗室,為了配合建築材料實 驗室與耐久性實驗空間與設備的需求,本研究已完成研究成果包括: 1. 決定建築組件實驗室規模大小。 2. 決定反力牆長度、高度及形狀,與强力地板面積。 3. 決定油壓動力系統配置系統。 4. 決定控制室、儀器校正準備與儲存等運作系統。 5. 決定 3000 噸大型油壓萬能材料試驗機之規格與功能性。 本計畫目前尚在執行階段,有一些規畫項目尚未完成,需要進一步 地與本計畫參與人員進行規劃與討論,這些項目包括: 1. 訂定試驗試體製作與準備空間、運輸動線。 2. 訂定搬運設備尺寸規模,起重機揚程、載重、走向、範圍等。 3. 訂定視訊網路、資料蒐集等管線系統規模與配置計畫。. 10.

(11) 4. 訂定整體空間之採光、空調、通訊、運輸參觀動線等之規劃。 本計畫所規劃之實驗室,其研究成果將可提供建築業者、消費者以 提高建築安全與居住之品質,故其內部空間設備之詳細規劃,需要所有 參與人員的共同的努力。. 建築研究所 子計畫一. 諮詢委員會 子計畫二. 本總計畫. 建築師 建築與結構 規劃與細部設計. 子計畫三 子計畫四. 子計畫五. 圖 1.1 總計畫與各子計畫之關係圖. 11.

(12) 第二章. 實驗室儀器設備規劃. 目前國內已經有許多大型力學實驗室,包含各大專院校結構實驗 室,以及財團法人國家實驗研究院國家地震工程研究中心,這些實驗室 已提供給各學術單位執行試驗研究的設備與場所的部分需求。規劃設立 一個在國內可以領導前掄的新研究實驗室必須先完整瞭解整個現況,再 針對各個現有實驗室的問題與缺失進行探討,根據前人的調查結果顯示 [1],國內現有勉強可進行與建築材料相關實驗之儀器設備不僅重複性 高,且多半以土木材料實驗為主,部分研究單位或廠商之實驗室雖擁有 較特殊之設備,但收取費用高昂或不輕易外借與支援實驗。. 2.1 國內現有實驗儀器設備 「國家級」實驗室之規劃首先必須要有明確的目標與定位,為了避 免與現有的實驗室性質有重複性,必須先瞭解現有實驗室實驗儀器設備 之概況。 根據前人的調查,國內實際具有大型力學實驗室多在各大專院校之 土木或營建科系,如國立台灣大學土木系、國立中央大學土木系、國立 交通大學土木系以及國立成功大學土木系等等,大部分的大型力學實驗 室有反力牆與强力地板,以進行結構組件靜態反覆載重實驗。此外,國 立台灣科技大學營建系以及國家地震工程研究中心擁有大型振動台,可 進行建築結構受地震力下之動態實驗。在材料性質實驗方面,各大專院 校現有之萬能材料試驗機中,最大抗壓能量在 600 噸,最大抗拉能量在 200 噸,目前尚未有大於 1000 噸抗拉壓之萬能材料試驗機,無法進行實 尺寸柱組件之抗拉壓行為之試驗。. 2.2 實驗儀器設備規劃. 12.

(13) 本計畫截至目前為止所規劃之實驗儀器設備,皆由主持人敦聘國內 具相關實驗經驗之專家,組成一任務編組研究群舉行密集專家學者座談 與諮詢,儘量以使用者觀點作為將來實驗室規劃設計之出發點,同時亦 須兼顧在土建工程施工方面的可行性。所規劃的實驗儀器設備有下列幾 項: (一) 反力牆與强力地板 反力牆及強力地板實驗系統,除了可提供一般傳統的大型結構靜態 試驗 ( quasi-static tests)或反覆載重試驗(cyclic loading tests )外,更可以完成 一般結構物之大比例尺,甚至實尺寸的大型擬動態試驗(pseudo-dynamic tests )。其中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。對於一般的結構試驗而言,反力牆可以用來固定油壓 致動伺服器(簡稱油壓致動器) ,並在油壓致動器施力時提供反力作用; 而強力地板則用來錨定試體,以防止試體的移動或轉動。除此之外,在 進行結構試驗時,更希望反力牆與及強力地板不會產生任何的變形或位 移。為達到此一目的,反力牆及強力地板就必須建造成具有非常強大的 勁度與強度。 儘管目前多數大專院校的大型力學實驗室均有反力牆與强力地板 的配置,基於實驗場地運用與大部分的實驗需求考量下,經由數次的專 家諮詢及建築研究所的團隊討論之後,決定在本計畫之大型力學實驗室 中建置反力牆與强力地板。反力牆的型式可分為兩種:單翼型與雙翼 型,單翼型反力牆的優點為牆厚度較薄,對於空間較小之實驗場地而 言,可較有效地運用空間,缺點在於總勁度較差,施工時常需要施加預 力以確保其強度與勁度;雙翼型反力牆是由兩面單翼牆及加勁板所組 成,它的優點在於勁度較大,較不容易產生變形,缺點則在於牆的總厚 度較厚且造價較高,總厚度約 3~4 m,對於空間較小之實驗場地而言, 13.

(14) 可運用之空間較不經濟。考慮實驗室的空間運用及相關實驗設備之互動 關係(見第三章),經過許多專家學者的意見整合之後,目前決定實驗 室之反力牆為 L 型反力牆,為一面短牆與另一面長牆所組成,可進行兩 個正交方向之試驗,在與建築師及結構技師的討論下,考慮將來試驗可 能之最大容量,檢核其剪力與彎矩強度後,完成反力牆之設計。截至目 前為止規劃之反力牆與強力地板的尺寸如表 2.1 所示。長向反力牆設計 厚度為 1.8 m,在考慮實驗室空間有限之下,本研究團隊希望結構技師 能藉由施加預力的方式將長向反力牆的厚度降至 1.5 m 左右。. 表 2.1 反力牆與强力地板規劃尺寸表 反力牆(L 型). 强力地板. 長向. 短向. 尺寸(m). 20 x 9. 9 x 12. 18.6 x 42. 厚度(m). 1.8. 1.5. 1.0. (二) 萬能材料試驗機 根據前人的調查,國內各大專院校現有之萬能材料試驗機,最大抗 壓能量在 600 噸,最大抗拉能量在 200 噸,主要從事材料的強度測試及 之校正工作,概括為:1.混凝土抗壓試驗、2.鋼筋之拉力試驗、3.荷重計 (Loadcell)之校正、4.各種構材組件之強度測試。前三項的試驗或校正工 作,國內現有的設備都可以負擔,但是對於構材組件之試驗,600 噸的 測試容量大多無法滿足實尺寸或高強度材料的組件試驗需求,實在是國 內建築土木力學實驗的一大憾事。國內目前擁有 1000 噸抗壓能量以上 的萬能材料試驗機,其功能在於測試隔震支承墊(bearing) 。為了對高抗 壓能量之萬能材料試驗機有進一步的認知,本計畫研究助理特地訪問台 灣連福橡膠製品公司位於桃園的廠房,蒐集有關 6000 噸萬能材料試驗 14.

(15) 機之資料,萬能材料試驗機如照片 2.1 與圖 2.1 所示,萬能材料試驗機 規格如表 2.2 所示。. 照片 2.1 連福橡膠製品公司 6000 噸萬能材料試驗機. 圖 2.1 連福橡膠製品公司 6000 噸萬能材料試驗機尺寸圖. 15.

(16) 表 2.2 連福橡膠製品公司 6000 噸萬能材料試驗機規格表 規格 垂直最大出力. 6000 ton. 垂直最大行程. 500 mm. 垂直最大速度. 25 mm/min. 側壓最大出力. 500 ton. 側壓最大行程. 2000 mm. 側壓最大速度. 25 mm/min. 上工作台面. 2000 x 2000 mm2. 主機開口. 1500 mm. 下工作台面. 2000 x 2000 mm2. 下工作台移動距離. 2000 mm. 由規格(表 2.2)中可以知道,雖然該萬能材料試驗機最大抗壓能量為 6000 噸,但是由於主機開口高程僅 1500 mm,一般建築組件無法在此進 行試驗,而僅能適用於進行結構隔減震支承墊之試驗。有鑑於此,專家 學者提出在建築研究所新設置之大型力學實驗室中,應設置一台可進行 實尺寸柱構材抗壓試驗之萬能材料試驗機,抗壓能量應該在 2000 噸以 上,抗拉能量在 1000 噸以上,國內目前尚無任何實驗室具有此規格之 萬能材料試驗機,若能在建築研究所新設置之大型力學實驗室設置此萬 能試驗機,可進行國內其他力學實驗室所無法進行之建築組件力學試 驗,作為建立「國家級」實驗室之指標。為了進一步了解高抗壓能量萬 能材料試驗機之尺寸與規模,本計畫研究團隊蒐集了美國與日本相關研 究機構中具備抗壓能量 2000 噸以上萬能材料試驗機之行是與規格資 料,敘述如下:. 16.

(17) (1) 美國 UC Berkeley 2000 噸萬能材料試驗機 如照片 2.2 所示,規格如表 2.3 所示。該萬能材料試驗機可分別進 行拉力試驗與壓力試驗,進行拉力試驗時,試體安裝於萬能材料試驗機 上方兩夾具之間,藉由下方横軛(cross head)往下移動,安裝於上方之試 體即承受拉力;同理,進行壓力試驗時,試體安裝於横軛與强力地板之 間,當横軛往下移動,安裝於下方之試體即承受壓力。由此機制可以發 現,因為拉力與壓力試驗的安裝位置不同,雖然該萬能材料試驗機可進 行拉力試驗與壓力試驗,但卻無法在對一個試體同時進行拉力與壓力之 反覆載重試驗,這點是該萬能材料試驗機最大的缺點。. 照片 2.2 美國 UC Berkeley 2000 噸萬能材料試驗機. 17.

(18) 表 2.3 美國 UC Berkeley 2000 噸萬能材料試驗機規格表 規格 最大壓力能量. 4 Mpounds. 最大拉力能量. 3 Mpounds. 垂直柱間距. 9 feet. 壓力試驗跨度. 26 feet. 拉力試驗跨度. 22 feet. (2) 日本 Public Works on Research Institute (PWRI) 實驗室 位於日本筑波市之 PWRI 實驗室,是一個專門進行土木建築結構方面力 學試驗的實驗室。如照片 2.3 所示,該萬能材料實驗機之抗壓能量為 3000 噸,抗拉能量為 1000 噸,可對同一試體進行拉力與壓力之反覆載重試 驗。在萬能材料試驗機四支結構鋼柱旁有四支螺芽鋼棒,藉由四支螺芽 鋼棒的旋轉可以使橫軛升降到升降高程內任意的位置,螺芽鋼棒如照片 2.4 所示,橫軛可升降的最大高程為 15m,因此在橫軛升降的範圍內,任 何高度的試體皆可以進行試驗,試體安裝時,在主結構上有一工作平 台,如照片 2.5 所示,工作平台可藉由實驗場天車吊至適當高程,讓工 作人員站在平台上架設量測儀器以及輔助試體之架設工作。此外,萬能 材料試驗機外側有兩正交方向之滑車軌道,如照片 2.6 與照片 2.7 所示, 可藉由軌道上之滑車將試體運送進萬能試驗機安裝。滑車除了運送試體 的功能外,若要進行梁受三點載重之彎矩試驗,萬能試驗機軌道兩旁之 兩台滑車可作為梁之支點,而由萬能試驗機施壓力於梁上,藉此模擬簡 支梁之受彎矩行為。兩旁軌道之間距離為 30m,故可進行實尺寸梁之彎 矩試驗,為了進行梁彎矩試驗,在進行試驗的方向地板需要經過特別的 設計,以抵抗萬能材料試驗機之壓力。此機種是一台多功能的萬能材料 試驗機,規格如圖 2.2 與表 2.4 所示。. 18.

(19) 照片 2.3 日本 PWRI 3000 噸萬能材料試驗機. 照片 2.4 升降横軛之螺芽鋼棒. 19.

(20) 照片 2.5 方便工作人員進行作業之工作平台. 照片 2.6 萬能材料試驗機兩側之滑車軌道. 20.

(21) 照片 2.7 萬能材料試驗機協助安裝試體之滑車. 圖 2.2 日本 PWRI 3000 噸萬能材料試驗機尺寸規格圖. 21.

(22) 表 2.4 日本 PWRI 3000 噸萬能材料試驗機規格表 規格 最大壓力能量. 3000 ton. 最大拉力能量. 1000 ton. 垂直柱間距. 3X3m. 最大工作平台間距. 15 m. 最大拉力距離. 13 m. 最大彎矩跨度(X 向). 30 m. 最大彎矩跨度(Y 向). 8m. 最大衝程. 1.5 m. (3) 日本 Nihon University 3000 噸萬能材料試驗機 位於日本東京市近郊的日本大學土木系結構試驗場內,有一台 3000 噸萬能材料試驗機,如照片 2.8 所示,基本上功能與機械原理與 PWRI 相同,只是尺寸與規格略有不同,規格如表 2.5 所示。 表 2.5 日本 Nihon University 3000 噸萬能材料試驗機規格表 規格 最大壓力能量. 3000 ton. 最大拉力能量. 1000 ton. 垂直柱間距. 3 X 3.6 m. 最大工作平台間距. 10 m. 最大彎矩跨度(X 向). 22 m. 最大彎矩跨度(Y 向). 10 m. 最大衝程. 1.0 m. 22.

(23) 照片 2.8 日本 Nihon University 3000 噸萬能材料試驗機. 綜合以上所列舉的萬能材料試驗機型式,再整合國內專家學者的 意見,未來設立之萬能材料試驗機,必須要具備同時進行拉力與壓力反 覆載重試驗之能力。此外,考慮實驗室的空間運用問題,若萬能材料試 驗機可進行梁三點彎矩試驗,將會佔去實驗室極大的用地空間,故規劃 中暫不考慮可進行梁試驗之功能。建築組件實驗室主要以進行大型結構 試驗為主,其中更以 3000 噸萬能材料試驗機為重心,因此本研究團隊 花費許多心力在研商討論萬能材料試驗機之規格及功能,期望能以合理 且可接受的價格將此萬能材料試驗機安裝建置完成。 在參考日本以及美國之萬能材料試驗機規格之後,本研究團擬出了 四種萬能材料試驗機之設置方案,期望藉此以最合理的價格購得功能性 較佳之機種,四種規劃方案如表 2.6 所示,說明如下: 23.

(24) 表 2.6 萬能材料試驗機規劃方案表 內. 容. 優. 點. 缺. 點. 1. 國內廠商製作,花費少 由國內廠商製造,採用與 2. 可提升國內相關之技術 CASE 1. 日本 PWRI 相同之機械結 構系統. 3. 萬能試驗機功能多,横軛. 1. 廠商無相關經驗,遭遇 問題較多. (crosshead) 可 藉 由 油 壓 或 機械方式自由移動 1. 廠商經驗佳,品質易控制. 向國外廠商採購,採用與 CASE 2. 日本 PWRI 相同之機械結 構系統. 2. 萬能試驗機功能多,横軛 (crosshead) 可 藉 由 油 壓 或. 1. 巨額經費. 機械方式自由移動 1. 拉 力 需 要 特 殊 設 計 之 由國內廠商製造,採用與 CASE 3. 連福橡膠製品公司相同之 機械結構系統. 1. 國內廠商經驗佳 2. 造價較便宜. 夾具 2. 功能性較差,固定横軛 (fixed crosshead),因此測 試試體尺寸較無彈性. 1. 廠商經驗佳,品質易控制 向國外廠商採購,將壓力 CASE 4. 能量由 3000 噸降至 1000~3000 噸. 2. 萬能試驗機功能多,横軛 (crosshead) 可 藉 由 油 壓 或 機械方式自由移動. 1. 預估可節省之經費仍然 有限 2. 建研所需調整編列預算. 在 CASE1 中,本研究團隊曾與中鋼機械公司接洽,起初中鋼機械技 術人員表示有能力也有興趣參與,但最後因為考量風險太大以及其他因 素,中鋼機械遺憾地表示沒有辦法參與,因此 CASE1 至此已確定不可行。 在 CASE2 中,本研究團隊與日本廠商 SHIMAZU 以及美國廠商 MTS 接洽,該廠商雖然有許多實務經驗,但是基於保護日本相關產業技術, 所提出的價格與建研所預期差距太大,使本研究團隊感到萬分的無奈與. 24.

(25) 遺憾;美國廠商則表示 PWRI 系統之萬能材料試驗機,其昂貴之處在於 四支升降横軛用之螺芽鋼棒,因此 MTS 開出之報價亦不在可接受的範圍 之內,至此,若不考慮更改主架構系統(及横軛之移動方式),則 CASE2 幾乎確定不可行。 在 CASE3 中,本研究團隊與連結機械公司接洽,該公司技術人員表 示有能力製造,且採用的方式與 PWRI 以及連福橡膠製品公司不同之機 械系統,其横軛亦可做升降至試體安裝之最佳高度,但是是採用跳躍式 而非連續式之升降模式,亦即無論是上升或是下降,都必須以最小單位 (約 1m)做移動,無法像 PWRI 之螺芽鋼棒可將横軛升降至任意的位置, 雖然功能性較差,但亦屬於可接受之範圍,且其報價亦屬合理,目前仍 在與連結機械公司做進一步之接洽,等待其設計以及進一步之詳細報 價。連結機械公司設計之萬能材料試驗機如圖 2.3 所示。. 圖 2.3 連結機械公司設計之萬能材料試驗機. 25.

(26) 其主要規格為: (1)最大開距 15 m(不含工作台車)。 (2)升降工作平台行程 11 m,離地面最低位 3 m。 (3)升降工作平台最大荷重 1000 kg。 (4)有兩組移動或伸縮步道至中央工作區。 (5)移動式台車馬達驅動行程 6 m。 (6)台車可抗壓 3000 噸,但不供拉伸作業。 (7)台車可載重 100 噸。 (8)主壓缸升降滑動移動量 2 m。 (9)從地面上 2 m 處至 15 m 高度內移動間距單位為 1 m。 (10)升降速度一秒 10 mm。 在 CASE4 中,本研究團隊與美國廠商 MTS 接洽,MTS 公司採用四 支鍍鉻圓柱導桿以輔助横軛之升降,當横軛移動至適當實驗位置時可利 用油壓系統加以鎖固,相關機械原理已有專人負責向本研究團隊進行詳 細之報告,由於不必採用類似日本 PWRI 之螺芽鋼棒之升降與固定方 式,故其報價尚有商談之空間。本研究團隊與 MTS 正積極做進一步之洽 談。其所提出之規格如下所述: (1)可測試試體之最大高度不可小於 15 m,可利用移動式之橫軛配合試驗 試體高度做調整,調整高程為 3~15 m。 (2)構架的四根導桿水平淨間距為 3 m x 1.23 m。 (3)構架的軸向勁度為 4,201 kN/mm。 (4)構架底部底板尺寸為 2.8 m x 2.8 m,配有間隔 400 mm 的孔洞讓螺桿穿 過以固定實驗試體,在底板以下(即基礎部分)有一淨高 2 m 的工作空 間供人員工作。 26.

(27) (5)橫軛採油壓系統負責控制升降及定位,並在試驗機近距離範圍內配置 一控制面板以便於掌控。 (6)裝設於橫軛的油壓致動器滿足以下條件: (a)拉力能量為 30 MN,壓力能量為 20 MN。 (b)拉力及壓力反覆加載中無間隙及鬆動現象。 (c)位移容量為 1000 mm。 (d)油壓伺服閥(servovalve)具備三階且流量 940 l/min 的特性,且可因 應日後之動態需求升級。針對所有不同規格的油壓伺服閥需提供 其對應之性能曲線圖。 (f)提供油壓分歧座(HSM)負責控制油壓開關及高低壓力的調整。 選擇配件如下: (1)一組(兩個)抗壓接合板,上抗壓接合板接合於油壓致動器軸端,下抗 壓接合板接合於底板上,其中在上抗壓接合板包含有一球座軸承,採 特殊包覆以減低摩擦力。 (2)設計一便於工作人員安裝試件及觀察試驗之可自由升降平台。 (3)設計一安裝試件之設備,滿足便利性及準確性,例如利用一試件插入 梁或行走在軌道上之工作台車。 (4)須能控制油壓分歧座及油壓供應源,在不影響其他試驗的情況下,控 制器可獨立且安全地開啟或關閉欲進行試驗之油壓。即在操作大型萬 能試驗機的同時,在硬體及實驗場地許可下,可在同一台控制器進行 其他反力牆試驗。 美商 MTS 設計之萬能材料試驗機如圖 2.4、圖 2.5、圖 2.6 與圖 2.7 所示。. 27.

(28) 圖 2.4 MTS 設計之萬能材料試驗機. 圖 2.5 MTS 設計之萬能材料試驗機(立面圖). 28.

(29) 圖 2.6 MTS 設計之萬能材料試驗機搭配之選擇配件. 圖 2.7 MTS 設計之萬能材料試驗機搭配之選擇配件(立面圖). 29.

(30) 除此之外,MTS 公司尚設計另外兩種型式之萬能材料試驗機提供業 主選擇,一種是將試驗高程由上述的 15 m 降到 12 m,如此可進行試驗 之試體高度雖然較小,但試驗機造價卻較便宜;另一種為將下部鋼構造 部分改成鋼筋混凝土結構,以節省建置成本,但横軛無法降至鋼筋混凝 土以下的部分,故試體可進行試驗之允許高度將較少。 如前所述,目前有意願競標的廠商至少有兩家,雖然二者採用之機 械系統不同,但皆遠較日本 PWRI 螺芽鋼棒式萬能材料試驗機便宜。除 此之外,本研究團隊亦著手編列招標規格,與建築研究所以及多位專家 學者多次協商會議之後,列出了萬能材料試驗機之規格,以便建築研究 所採用規格標之方式讓廠商競標。萬能材料試驗機之軟硬體規格,附於 本報告之附件。. (三) 振動臺 由於反力牆與強力地板僅能進行靜態試驗或擬動態試驗,無法模擬 出建築結構受地震力下的真實行為,故國內部分的大型力學實驗室有配 置振動臺,其中又以國家地震工程研究中心之振動台具有世界水準,國 內許多振動試驗皆在此進行,以下介紹國家地震工程研究中心振動台之 相關資料。 如照片 2.9 所示,國家地震工程研究中心振動臺共擁有六個自由 度,以模擬三軸向之震,目前發生在世上之主要地震均能模擬重現。振 動臺之臺面尺寸為 5 公尺 × 5 公尺,試體之最大質量則為 50 公噸。振 動臺為一梯形結構體,充份利用有限之質量來提高其彎矩及扭轉勁度。 振動臺係由油壓致動器來驅動,每一軸向四支四支致動器,三軸向共十 二支致動器。振動臺與其上試體等之重力係由四支垂直靜力支承來承 受,垂直靜力支承係以壓縮空氣提供承載力,每支承載力為 21 公噸,4 支共可承載 84 公噸,調整氣缸內之空氣壓力來抵消總運動質量之重力,. 30.

(31) 如此垂直致動器則僅需提供動態力量即可驅動振動臺。 油壓泵提供油壓動力以驅動致動器,兩部電動油壓泵及三部柴油油 壓 泵 共 可 提 供流量 1,325 gpm, 而 液 壓 油 之 工 作壓力 為 210 kg/cm2 (3000psi)。油壓泵僅提供系統所需之平均流量,而尖峰流量所需之差額 則由蓄壓器提供。致動器驅動振動臺時所需之反力係由反力質塊來提 供,反力質塊之尺寸為 16 公尺(長)× 6 公尺(寬)×7.6 公尺(深), 質量約於 4,000 公噸。此外,為了要進一步改善工作環境與實驗環境之 品質,以隔震系統將反力質塊與固定基礎分隔開,此時反力質塊即成為 浮動基礎,隔震系統係由 96 組空氣彈簧及 80 組阻尼器所組成。. 照片 2.9 國家地震工程研究中心之振動臺. 31.

(32) 由此可知,因為驅動振動臺需要龐大的電力與動力,故它的造價與 維護費必然不緋。國立台灣科技大學營建系有一座單向的振動臺,如圖 2.8 所示,振動臺面 3 公尺 × 3 公尺,因為維護經費短缺與使用者不多, 已有一段時間沒有使用,因此有專家學者建議,向國立台灣科技大學營 建系認養其振動臺,初步經由台灣科技大學營建系同意。但在後續幾次 會議中,考慮大型力學實驗室空間的限制,並且規劃將 3000 噸萬能材 料試驗機作為實驗室設備重點,最後在專家學者與研究團隊的共識之 下,新設立之大型力學實驗室將不考慮設置振動臺。. 圖 2.8 國立台灣科技大學營建系振動臺尺寸圖. 32.

(33) (四) 油壓系統與控制系統規劃 除了上述設備之外,要使整個大型力學實驗室可以順利運作,必須 搭配一些實驗進行時必要的控制硬體及軟體,考慮經費的編列以及實驗 室的初步需求,經由研究團隊的討論之後,列出初步須購置之儀器設備 規格並粗估其採購價格,如表 2.7、表 2.8 與表 2.9 所示。未來實驗室正 式啟用後運轉初期規劃之油壓系統係針對靜態試驗而言,若日後需要進 行動態試驗時,則油壓供應系統必須能適度地增加油壓泵,以提高總供 給流量。. 表 2.7 油壓致動器之規格與粗估價格 設備名稱. 規格. 單價. 數量. 總價. 1,600,000. 2. 3,200,000. 1,000,000. 2. 2,000,000. --行程: 1000mm --15 GPM Moog 伺服閥 100 噸致動器. --100 噸荷重計 --Temposonics 位移計 --前後端連接治具 --行程: 1000mm --15 GPM Moog 伺服閥. 50 噸致動器. --50 噸荷重計 --Temposonics 位移計 --前後端連接治具. 33.

(34) 表 2.8 油壓及冷卻系統之規格與粗估價格 設備名稱 油壓機 硬管 293.12 油壓 分歧座(HSM) 冷卻系統. 規格 --30 GPM 油壓機五部 --依現地施工. 數量. 總價. 700,000. 5. 3,500,000. 1,500,000. 1. 1,500,000. 700,000. 2. 1,400,000. 2,000,000. 1. 2,000,000. 50,000. 4. 200,000. 單價. 數量. 總價. 5,000,000. 1. 5,000,000. 200,000. 1. 200,000. --各為兩模組 --最大單模組流量為 25 GPM --依現地施工 --連接油壓歧管座到致動器. 軟管. 單價. --含 Pressure, Return & Drain. 表 2.9 電腦控制系統之規格與粗估價格 設備名稱. 規格 --可為獨立 8 個模組 --各別獨立控制面板. MTS Flextest. -- 6 頻道類比輸出. GT Controller. --16 頻道數位輸入 --MTS MPT Software --多模組電腦連線軟體 --電腦 x 4. 資料擷取系統. --印表機 x 1. 34.

(35) (五) 其他儀器設備規劃 除了進行實驗時操作設備所需之軟硬體外,實驗室配置固定式起重 機兩部,吊升荷重分別為 40 噸含 10 噸,以及 20 噸起重機各乙部,用於 試體吊裝與搬運之用,此兩部固定式起重機之設置經開會決議後併入土 建工程發包,因此經費在此不考慮編列。此外,尚須配置 2.5 噸電動式 堆高機乙部,以及技術人員操作之垂直升降機乙部,用來搬運小型夾具 以及方便工作人員進行高空作業之用。至於相關實驗所需之量測儀器與 量測系統等,可考慮實驗室需求以逐年擴充為原則,在實驗室正式運作 之前,先編列部分預算以利執行採購作業。所規劃之規格如表 2.10 所示。. 表 2.10 其他儀器設備之規格與粗估價格 設備名稱 堆高機 垂直升降機. 規格. 單價. 數量. 總價. --容量 2.5 ton. 1,500,000. 1. 1,500,000. 待. 1,000,000. 1. 1,000,000. 3,000,000. 1. 3,000,000. 定. --資料擷取系統 Data Logger 乙部 --接線箱 Switch Box (100 channels) 兩部 量測儀器. --位移計 (±10mm ~ ±100mm ) x 25 --角度計 (±3°, ±5°及±10° ) x 25 --應變計. 35.

(36) 第三章. 實驗室空間需求規劃. 本計畫的主要目的之一,在於規劃大型力學實驗室與其相關空間需 求與配置,並規劃儀器設備之尺寸與實驗室設計相關需求,以供建築師 進行建築設計時之參考。. 3.1 實驗室空間配置 綜觀本報告所規劃提出實驗室各項實驗儀器設備中,其中以反力牆 以及 3000 噸萬能材料試驗機最佔用空間,尤其是 3000 噸萬能材料試驗 機,由於目前對於其確定之型式尺寸與土建介面結合方式尚不確定,基 礎佔地面積與試驗機高程,均需專家學者再進一步地深入討論,因此如 何妥善地安排反力牆與 3000 噸萬能材料試驗機之位置,是本團隊研究 的重點之一。 在規劃實驗室的空間配置前,本研究團隊列舉出所有的空間及特殊 配備需求,如表 3.1 所示,與建築師討論過之後,配置各個需求空間之 位置,再考慮運輸動線、走道以及反力牆與萬能試驗機的相對位置之 後,與結構技師討論實驗室的結構系統設計,初步完成了大型力學實驗 室之空間配置,如圖 3.1 與圖 3.2 所示。. 表 3.1 初步規劃之大型力學實驗室空間配備表 實驗室空間需求調查表 子實驗室種類. 空間別. 1. 2. 3. 面積需求(m2). 高度(m). 大型實驗物件. 50. 6. 50. 6. 大型力學性能實驗室 儀器校正室 一樓. 4.產生污染物種類. 5.設備需求. 污水. 氣體. 噪音. 振動. 給水. 電. 空調. V. V. V. V. V. V. V. V. V. V. V. 建築. 工具儲藏室. 組件. 控制室. 100. 6. V. V. 實驗. 討論室. 30. 6. V. V. 管理室. 25. 6. V. V. V. 備註: 地下室需有Pump room 以及動力冷卻系統之空間 全部實驗室均有100V/200V 以及網路孔. 36. 6.其他特殊需求. 需開孔通往地下室.

(37) 圖 3.1 大型力學實驗室地下一樓空間配置圖. 圖 3.2 大型力學實驗室一樓空間配置圖. 37.

(38) 3.2 油管管路配置 進行大型組件力學試驗是本實驗室的主要特色,需配置提供油壓致 動器與萬能材料試驗機運作之動力,因此,須配置適當之油壓供應管 路,適當的管路配置型式不但可以節省管路配置的經費,亦可以達到美 觀與方便使用的目的。經由本研究團隊的討論之後,如圖 3.3 所示,地 下室的油管高度離强力地板 1 m 處,亦即距離地下室地面 2 m,這樣不 僅可避免上方强力地板進行試體螺栓錨定時,油管會造成錨定作業的不 便,更方便工作人員在地下室進行接管作業。此外,油管在反力牆邊緣 三處穿越強力地板向上延伸,目的在於進行較高的試驗時,可以接在垂 直向上延伸的油管上,不僅反力牆外表較美觀,試驗亦不會因為油管接 線不良而造成危險。. Strong Floor. 1.0m. 3m 2m wall P. R. D. 圖 3.3 地下室硬管配置圖. 圖 3.4 為地下室一樓硬管配置情形,圖 3.5 為地下油管沿著反力牆 向上配置情形,長邊的反力牆僅在一面配置油管,由於另一面距離短面 反力牆油管甚近,油管可供兩面反力牆共用,以達到節省管線配置經費. 38.

(39) 的 目 的 。目 前 規劃 在 實 驗室 運 作初 期 動 力泵 室 所供 給 之 流量 約在 150GPM 左右,俟試驗需求增加時,再加以擴充最大流量至 450GPM。因 此,在購置相關設備時,須詳細考慮其可擴充能力及可行性。 工具儲 藏室. 控制室. 儀器校正室. 3000ton Machine. 動力泵室. 冷卻機房. 緊急發電室. 空調 機房. 配置於反力牆側邊之硬管 (沿反力牆高度方向) 配置於硬管之port 配置於地下室之硬管 圖 3.4 實驗室硬管配置平面圖. 9m 20m. Reaction Wall. 12m. Reaction Wall 9m. Strong Floor 配置於短向反力牆側邊之硬管. Strong Floor 配置於長向反力牆側邊之硬管. 配置於硬管之port. 配置於硬管之port. 圖 3.5 反力牆硬管配置立面圖. 39.

(40) 第四章 結論與建議 本計畫經過廣泛的資料調查、蒐集與彚整,由國內主要學術及研究 單位之專家學者參與會談,提供寶貴之意見與建議,再與建築研究所的 研究團隊、建築師與結構技師討論互動,集眾人之心血結晶才有目前實 驗室的規劃。雖然目前確實完成的規劃進度有限,但相信在未來必能逐 步完成所有的規劃,使此實驗室達到盡善盡美。未來需要迫切完成的內 容有: 1. 與專家學者積極研商討論 3000 噸萬能材料試驗機之型式規格,以期 能滿足建研所需求與重點發展特色。 2. 進一步與廠商討論 3000 噸萬能材料試驗機之規格與造價。 3. 協助建研所訂定相關設備的採購規格與招標作業文件。 4. 協助建築師與結構技師完成大型力學實驗室之細部設計。 5. 詳實地估算出各實驗儀器設備之經費,以利建研所逐年編列預算加 以購置。 6. 討論規劃之實驗設備儀器是否合理。 7. 針對日後實驗室運作所需之專業性人力應及早規劃編制,並施予必 要之前置訓練作業。 8. 對於重要設備的採購程序,除需考量設備購得價格外,亦需兼顧該 設備所能發揮之功能性,與日後維護保養之成本及技術服務是否周 全無虞。 9. 儘早妥善規劃實驗室運作之管理策略,包括服務對象、使用規則及 安全維護等。 10. 為確保 3000 噸大型油壓萬能試驗機能有效運作,其與土建工程界面 相關之合約細節必須特別留意。俟確認該設備之型式尺寸後,須與. 40.

(41) 建築師及結構技師等保持密切聯繫,確保每一階段之作業均能適時 且適當。. 41.

(42) 參 1.. 考. 文. 獻. 內政部建築研究所研究計畫成果報告,建築材料實驗群實驗設備規 劃研究,民國九十年十二月。. 2.. 內政部建築研究所、營建署,建築技術規則,民國八十九年元月。. 3.. 內政部建築研究所,內政部建築研究所建築實驗設施設置計畫,民 國八十七年二月。. 4.. 財團法人台灣營建研究中心,營建研究機構檢驗測試設施規劃研 究,民國七十八年六月。. 42.

(43) 附錄. 學者專家諮詢座談會議記錄. 43.

(44) 九十二年度建築組件實驗室實驗設施建置規劃研究 會議紀錄 時間:民國 92 年 4 月 10 日 12:30~15:30 地點:國家地震工程研究中心四樓會議室 蔡克銓 教授: 1.反力牆的高度,若以 Full scale 二層樓試驗裝置來考慮,可否以高 9m, 長度分別為 8m 或 12m。 2.反力牆的厚度取決於其高度,進而會影響到實驗場地縱深,因此需要 充分考慮未來實驗室之需求。 3.實驗室中所配置之 3000 噸材料試驗機,須有足夠之防護措施,避免在 測試過程中因試體破壞而造成災害﹝以 UCB 為例﹞。 4.材料試驗機之測試能量為 3000 噸或 2000 噸可再加以詳細討論,是否 須具有拉、壓力,或僅考慮壓力即可,主要還是取決於建研所日後之 用途及現有經費之考量。 5.各項資訊顯示,目前台科大之振動台使用率過低,據了解以往台科大 曾希望由國家地震工程研究中心來認養,由於國家地震中心已無適當 空間加以容納而作罷。如以國家資源須予以妥適應用的前提下,期盼 建研所與台科大能玉成此事,方是公務員積極認事應有的態度。 6.國內當前已有一部 6000 噸的材料試驗機,主要在從事隔震裝置的測 試,為來建研所的試驗機,設置時應在測試功能上加以區隔避免重複 投資造成效益不彰。 7.請建築師估算,假設造價成本差異不大,仍考慮 L 型反力牆。 8.請各位與會專家學者,提供材料試驗機功能、尺寸等意見。試驗機的. 44.

(45) 製造與設計,須綜合結構計算與機械設計,亦會牽動造價。. 陳正誠 教授: 1.實驗室重點在 3000 噸材料試驗機,未來實驗室所配置之反力牆,建議 不須太長太大。 2.反力牆之形狀若為 L 型,其高度可以考慮在長向配置較高,短向配置 較矮。 3.短期內若無法順利將台科大之振動台納入建研所實驗室,不妨先預留 其所須空間,其造成之空洞暫時以板覆蓋。 4.若材料試驗機具有拉、壓力功能,其夾製具將會很大,且油壓缸須為 Double end。 5.當有需要時;L 型反力牆可以提供材料試驗機一些側向支撐。 6.强力地板之配置,希望由柱線 1 至柱線 5,在柱線 5 至柱線 6 之間,須 預留一開孔以供物品吊掛到地下室。 許協隆 教授: 1.實驗室通道反力牆與萬能試驗機應該分開,若共用一出入口,因為試 體吊高有危險性,容易發生危險,且可能會撞擊到萬能試驗機。 黃世建 教授: 1.反力牆的高度,可否考慮增高一層至 12m。 2.3000 噸材料試驗機之走向要留。 3.實驗室中有關控制室與討論室等僅有一個樓層高,是否考慮往上擴充 樓地板面積,以利將來實驗室運作時參觀之動線以及觀察試驗行為。 陳誠直 教授:. 45.

(46) 1.3000 噸材料試驗機之揚程頗高,其控制室的視野必須足以觀測完整的 試驗作業,目前控制室的位置都規劃在一樓平面,應加以檢討。 2.未來實驗室之通道需妥適規劃,方便試體之出、入動線。 周中哲 教授: 1.規劃中建研所之實驗室,屬新設實驗室,應將焦點集中在一項試驗特 色上,若是堅持保有反力牆、振動台、3000 噸材料試驗機都須配置其 中,納入既有的樓地板面積中,相關位置恐不易調配。 2.反力牆之設置,其形狀可否考慮採一字型,以空出較大空間藉以容納 其他試驗設備。建議將來建研所發展的特色,應該重點在於高能量之 材料試驗機,且最好具備拉、壓力功能。 葉祥海 組長: 1.劉文欽博士曾在內部會議時,建議可否不設置反力牆。 2.希望將建築主體結構,與屬試驗設備之反力牆及强力地板一併發包。 劉文欽 博士: 1.到目前為止,所討論的配置方案,都傾向預留振動台的空間,假設未 來實驗室中,同時設有反力牆及强力地板,甚至包含振動台,其將來 實驗室運作人力與經費,將會面臨挑戰。研究是否可不設置反力牆。 2.若要設置反力牆,可否考慮與萬能試驗機有互動的空間,否則與現今 大專院校之反力牆沒有太大的分別,如此則沒有設置的必要性。 林谷陶 先生: 1.建研所本年度預算編列共二億四仟萬元,土建部份預估約一億五仟 萬,其餘約九仟萬元可支應設備費使用。 曹繼仁 副總: 1.振動台之基礎設計非常重要,必須避免實驗室啟用時,可能因執行測. 46.

(47) 試作業時引發與主建築產生共振現象。 結論: 1.初步規劃反力牆採 L 型,其預備與試驗結構物接合孔位均為 50cm,直 徑 5cm。 2.材料試驗機初步規劃之 Spacing 3×2m,壓力 3000 噸拉力 500 噸側向推 力 300 噸,整體高度必須低於 18m。 3.油壓伺服致動器初步規劃配置 100 噸 Stroke1000mm 四組及 50 噸 Stroke500mm 二組。 4.初步規劃油壓供應系統須具備 30GPM 馬達×2。 5.初步規劃採用 HSM x 2 6.初步規劃採用天車兩部,一部桁架上備 40ton 與 5ton 兩部吊車,另外 一部則備 20ton 吊車一部。. 47.

(48) 九十二年度建築組件實驗室實驗設施建置規劃研究 會議紀錄 時間:民國 92 年 5 月 27 日 12:30~15:30 地點:國家地震工程研究中心四樓會議室. 5/27 開會討論結果如下:. 1. 國科曹副總已接洽國內南部一家鋼鐵廠(台灣機械,現名中鋼機械), 對方目前有意願製造 3000ton 萬能試驗機,總價約 4000 萬台幣(含 MTS 控制器及控制軟體),副總希望在這兩個禮拜內,約中鋼機械廠商代表和 本研究團隊一起討論 3000ton 萬能試驗機之設計需求並評估其可行性。 2. 若此方案經討論後可行,將著手進行設計製造並開始討論日後 3000ton 萬能試驗機現地組裝之流程及其與土建之配合。 3. 若此方案經討論後不可行,在現有經費的考量下,曹副總提出一個備 案,不做 movable 的 cross head,仿照連福做 fixed。 4. 另外有關反力牆之尺寸大小,原本討論結果長向 20m x 9m x 1.5m,短 向 9m x 12m x 1.5m,這次討論建築師有帶來新的平面設計圖,反力牆長 向 24m x 9m x 1.5m,短向 9m x 12m x 1.8m,長向是否需要 2.4m 長及短向 1.5m 厚之可行性在下次會議中需再次評估。 5. 6/2 下午 2:00 在 NCREE 410 會議室將討論並訂出各子計畫在今年所須 購置之儀器設備及規格。 6. 大型力學實驗室油管配置之初步設計經討論後如報告所述。. 48.

(49) 九十二年度建築材料實驗群實驗設施建置之研究計畫協同 研究案期中成果報告會議紀錄 一、時. 間:九十二年 六月 三十日 14:00 ~ 16:30. 二、地. 點:內政部建築研究所所會議室. 三、主 持 人:蕭所長江碧 四、會議記錄:(略) 五、主席致詞:(略) 蕭所長江碧: 1. 土建經費約為新台幣一億九千二百萬元,儀器設備經費約為新台 幣二億五千四百萬元。若報請行政院修正計畫則經費可多出約新 台幣三億元。 2. 土建須優先發包。 3. 在子計畫二中儀器設備之經費與之前有所變更出入,且在裝修實 驗室中有部分試驗儀器重覆,煩請計畫主持人重新確認。 4. 子計畫五之經費預估約為新台幣四千三百萬元,其中新台幣二千 三百萬元已包含在土建費用。 王經理亭復: 1. 有關材料之相關試驗設備及非破壞性試驗檢測之儀器之更新汰 換率相當高,須考慮試驗項目是否有對外服務以及是否有專業的 人力操控維護再行購置。 2. 若實驗室採用隔震裝置,則須裝設量測變位之測計。且在時程規 劃上須注意採用隔震裝置之建築物須外審 (約一個月),且基礎施 工工期較久。. 49.

(50) 3. 開放雙層交疊結構系統若載重增加,則工程造價相對提高,須仔 細評估其優缺點及必要性。 4. 在材料實驗室之預期成果第二、三項須另行補充。 5. 在日常節能上採用太陽能是非常好的點子,既可滿足指標又可達 到節能之功效。 楊教授仲家: 1. 目前建築師正在細部設計,所以在各實驗室之空間性能需求須明 確指出。 2. 在預鑄版設計上須注意其間之縫隙是否有漏水之問題。 3. 注意屋外曝曬場之空間運用及曝曬架之放置。 4. 在開放建築、綠建築及智慧型建築上,須注意防火、污染及噪音 等問題。 5. 在結構建物設計上採用鋼骨及鋼筋混凝土,並可參考本建築研究 所所在大樓之設計。 葉組長祥海: 1. 材料實驗室規劃之儀器設備須再仔細評估。 2. 耐久性實驗室實驗之規範標準為何? 3. 本實驗室成立後,在不影響本所之研究進度下,將會考慮接受業 界及學術界委託之實驗需求。 4. 隔震裝置是否可設置在地面層? 林研究員谷陶: 1. 在考慮實驗室特色、前瞻性及未來之營運方向,3000ton 萬能試驗 機之設置確實有其必要性。. 50.

(51) 2. 3000ton 萬能試驗機之設計規範為何? 劉研究員文欽: 1. 請各研究小組規劃日後實驗室所需維護及操控人才之訓練。 何副所長明錦: 1. 須仔細評估日後實質研究及營運方向,並基於現有經費條件下重 新考慮試驗儀器設備及空間之需求。 2. 在試驗儀器購置上須考慮未來營運、儀器使用頻率、更新汰換率 以及人員素質之訓練等。 3. 採用隔震裝置所安裝之位移測計須以日後完工後便於觀測之位 置為考量。且採隔震設計須配合結構外審。 4. 開放建築須符合法規面及功能面,在考慮整體經費、未來營運及 工程時間下,提出確實可行之工法。 5. 各實驗室之實驗項目須劃分清楚,例如針對門、門把或門鎖的試 驗是屬於哪一實驗室之工作項目。 6. 請建築師就設計規劃、空間運用、工程時程安排及經費運用上再 行評估。 六、散會(下午十六時三十分). 51.

(52) 九十二年度建築組件實驗室實驗設施建置規劃研究 會議紀錄 一、時. 間:九十二年 七月 八日 14:00 ~ 16:00. 二、地. 點:國家地震工程研究中心 410 會議室. 三、主 持 人:蔡教授克銓 四、會議記錄:(略) 五、主席致詞:(略) 蔡教授克銓: 1. 3000 噸萬能試驗機下方結構採用 RC 構造,油壓致動器採用制式 規格共 2400 噸,可以降低成本,總高度約 21m (基於實驗室天車 吊勾底端至強力地板之淨高度為 22m),萬能試驗機本身及基礎 規格目前尚未經過詳細設計(請參見下圖)。此創意為 MTS 提出, 希望此次與會人士不要透露給其他競爭之廠商以免失去公平 性。九月前希望此試驗機能公告完成,基礎之詳細尺寸九月前 預估無法有詳細之計算設計結果,可能會預先留一個基礎孔位 以利日後安裝,並預留欲搭接之鋼筋,待建物之天車應該安裝 完成再加以組裝(若欲使用更大噸數之吊車,可能須在建物之屋 頂尚未封頂前安裝)。 2. 若 RC 牆一併交由 MTS 設計,MTS 仍須請外面之結構計算公司 設計,在成本之考量以及建研所與國內結構技師在現有的契約 下,由國內結構技師負責著手設計。注意在 RC 牆的設計上,不 須考慮放大因子及折減因素,直接以工作應力法設計。 3. 使否有其他的廠商參與競標,如日本 SHIMAZU,之前曾詢問 SHIMAZU 的意願,SHIMAZU 表示必須 3000 噸試驗機所有的組件. 52.

(53) 須由日本全權負責設計製造,如此造價將十分昂貴。如果沒有 其他廠商加入,則屆時與 MTS 議價時將處於劣勢。 4. 試驗機上部的鋼構造須待與 MTS 詳細討論後再行設計。 5. 能否將 MTS 之想法告訴其他廠商?怎麼交貨? 6. 若由國內自行製造生產油壓致動器,則希望做成單支(3000 噸), 最小試體淨空間限制應該由建研所決定。 7. 施載過程 Load Frame 只允許變形 2mm ,整個 Machine 只允許 變形 2mm,精度約達萬分之一,鐵的重量估 100 噸。8~9 月以後 可能要讓其他廠商參與,MTS 應該要估價(粗估)大約 8~9 月儀器 設備先發包,基礎跟土建一起發包。. 53.

(54) 葉組長祥海: 1.建築師的報價是三億多新台幣,計畫僅有一億九千萬新台幣,可 能大型力學實驗室延後再發包,可能由兩個營造廠拿到。 2.交約付一次,設計付一次,交貨再付一次(2005 年),今年年底前 希望能發包,簽完約可先付 20%的預付款。. 林研究員谷陶: 1.大型力學含基礎今年底或明年初再發包,國內結構技師可先設計 U 型反力牆,再由美國 MTS 與國內技師整合。 2.屆時採用功能標,MTS 因為知道規格,故仍然具有優勢,如果年 底發包成功,將會先有一部分預付款。 3.經與所長報告後,所長覺得萬能試驗機壓力能量 2700 噸可以接 受。 4.土建經費經建築師計算報價為三億多新台幣(含 RC 反力牆及強 力地板),遠超過計畫提出之經費。可能將大型力學實驗室及材 料及耐久耐候實驗室(含辦公室及會議室等)兩棟建築物分開發 包,大型力學實驗室(含建物、RC 反力牆、強力地板、天車及所 有實驗設備等)預計於 2003 年底或 2004 年初發包完成,預付款 為 20%~30%,招標前部分規格須公開,並經由討論、設計、審 查及覆案,最後驗收,預計 2005 年以前安裝完成。. 結構技師: 1.設計載重多少? RC 牆是否採用預力? 六、散會(下午十六時). 54.

(55) 九十二年度建築組件實驗室實驗設施建置規劃研究 會議紀錄 一、時. 間:九十二年 七月 十七日 12:00 ~ 14:00. 二、地. 點:國家地震工程研究中心一樓會議室. 三、主 持 人:蔡教授克銓 四、會議記錄:(略) 五、主席致詞:(略) 蔡教授克銓: 1. 今天主要是請連結機械公司同仁與國科公司曹副總來此針對 3000 噸萬能試驗機在台灣設計製造之可行性進行討論,並提相關 規格需求,委請連結機械公司負責設計。 2. 萬能試驗機在 9~10 月前要提出詳細的設計在時間似乎有點太 趕。 3. 可伸展之工作平台是必要的,可針對不同尺寸大小之試體增加安 裝之便利性。柱與柱淨間距規劃為 3m x 3m。 在 3m x 3m 的範圍 內,規劃小型天車(兩台各 20 噸)架設於試驗機本身上方以便於吊 裝試體。日後欲進行實驗之試體重量最大約為 50~100 噸,所以工 作台車的設計載重以 50~100 噸估計。整個 3000 噸萬能試驗機的 重量約為 300~500 噸,請結構技師考慮此載重之設計。 4. 油壓致動器衝程初步規劃為 1.5m,如此考量主要是由於 crosshead 採分段固定,如此便無法配合各種尺寸之試體,若不採用墊片, 則須利用油壓致動器的衝程微調。 5. 請連結機械公司於設計時須考慮各種載重之受力情形,如扭矩及. 55.

(56) 挫屈等。 6. 請研究團隊確認實驗室天車吊勾底端至強力地板之確切淨高度。 7. 預計於 92 年 8 月 12 日下午 2:00 召開下次會議,並請連結機械公 司於當日提出初步設計規劃及報價(針對今日所提出之規格需 求)。 8. 安排 92 年 7 月 25 日上午 9:00 去連結機械公司於楊梅廠實地參觀 並考核其製作相關大型試驗機之能力。. 連結機械: 1.在可移動 crosshead 的設計上,可以用整根螺桿車牙(screw type) 或油壓式,但這兩種方法不但成本高且日後維修麻煩,在此提 出一省錢又方便之方法,在螺桿上每隔一固定間距以 pin 利用油 壓缸分段固定。 2.預計於 92 年 8 月 12 日下午 2:00 提出初步設計規劃及報價(針對 今日所提出之規格需求)。 3.預計於 92 年 10 月前提出試驗機之基礎及機械結構設計。. 葉組長祥海: 1.3000 噸萬能試驗機規格須先制訂出來,才可讓廠商開始競標。. 林研究員谷陶: 1.由於儀器的發包作業會比土建還早,因此建研所希望在 92 年 9~10 月前能完成 3000 噸萬能試驗機之規格設計。 六、散會(下午十四時) 56.

(57) 九十二年度建築組件實驗室實驗設施建置規劃研究 專家諮詢會議紀錄 一、時. 間:九十二年 七月 二十四日 12:00 ~ 15:10. 二、地. 點:國家地震工程研究中心六樓會議室. 三、主 持 人:蔡教授克銓 四、會議記錄:(略) 五、主席致詞:(略) 蔡教授克銓: 1.本次會議主要討論有關 3000ton 萬能材料試驗機之設計配置事 宜,目前有兩個方案如下所述: <方案一> 其初步設計圖如下圖所示. 57.

(58) 上部結構(包含 Crosshead、Actuator 及負責 Crosshead 升降的螺 桿)以及油壓和控制系統主要由 MTS 負責設計及施作,基於經費之 考量,部分可交由國內廠商製作(如 Actuator 及螺桿等);下部結構 (RC 牆)由國內廠商配合 MTS 自行設計製作。 <方案二> 連結機械與連傑油壓股份有限公司負責設計製造,目前已 在接洽中,預計 92 年 8 月 12 日可提出初步之設計規劃及報價。 2.請各位來討論 3000 噸萬能試驗機採用 RC 牆的概念可不可行, 最小試體試驗高度 7m 是否能夠接受?. 高教授健章: 1.做實驗空間很重要,RC 牆會妨礙試體及測計的安裝,在意外發 生時也會影響實驗人員之逃生動線,實驗進行中的觀測極為不 便,可以考慮底部採用鋼構 I-Beam 或者 Box 斷面。 2.施力系統採用 9 支油壓致動器易造成側向不穩定。 3.如果底部用鋼構造,工作平台就會比較容易架設,且可以用天車 懸吊。 4.油壓式夾具是比較進步的,screw type 是比較老式的,但是油壓 式的維修會比較麻煩,問題也比較多(例如漏油)。. 陳教授正誠: 1.在 RC 牆的概念可能會有點問題,如果欲執行一全尺寸 15m 的試 體的實驗,其安裝上將會非常困難,須思考進行此種實驗之可. 58.

(59) 能性。 2.較短的試體可以利用在 RC 牆的頂部進行試驗,但需要另外設計 一支能吃 3000 噸之反力梁架設於 RC 牆頂部。 3.實驗的安全最重要,在 RC 牆上東西很容易往下掉,所以需要工 作平台,工作人員有事才會上去工作平台。 4.在拉力 1000 噸的容量希望可以降低,對試體施拉力等於對 Load Frame 本身施壓力,可能會造成 Load Frame Buckle。但若是進行 鋼鉸(索)線之拉力試驗又需要 1000 噸之容量,因此在制定 Load Frame 的規格前須審慎考慮此種實驗之可能性。 5.台科大的萬能試驗機屬於油壓式夾具,曾經漏油並修理過一次; 每損壞一次整個油壓容量就會稍微降一些。此外,我認為 1.5m 的衝程設計有點大。. 許教授協隆: 1.在 RC 牆和鋼構的結合,不見得比高老師所提的鋼構造便宜,而 且感覺會讓人很封閉。. 鄭教授錦銅: 1.鋼構造部分若越長,則試體之最小淨高越小,如此便不須侷限於 最小試體高 7m 之限制,但相對地造價會較高。. 周教授中哲: 1.Load Frame 的鋼柱如何嵌入混凝土中?應該要錨定到底板,這樣 可以降低 RC 牆鋼筋的需求。. 59.

(60) 2.基於安全性及工作性之考量,RC 牆的間距可以放寬到 5~6m。. 林研究員谷陶: 1.請教各位學者專家最後決定製作廠商的依據為何?. 葉組長祥海: 1.屆時廠商競標之依據首先以報價為主(占考量之百分之十),最後 以資格標為主。評審小組由建研所內部三人,另外請有經驗之 學者及顧問公司六人共同組成。. 蔡教授克銓: 1.在 RC 牆間會有工作台車運送試體進去安裝,此外,廠商會規劃 工作平台,而且會有梯子伸進去(仍在思考最經濟實用之方法), 底部 RC 牆則會裝設爬梯。 2.將來只會採用一支 3000 噸容量之油壓致動器,並考慮採用台製 以降低成本。 3.規劃 RC 牆的好處在於可以擋住實驗進行中部分試體的爆裂。另 外 9 支油壓致動器如果空閒或有需要時,可以拆卸並架設於反 力牆支援進行其他試驗。 4.平常禁止人員上去 RC 牆頂端,需要工作時上方與下方的人員要 事先溝通,以免不注意發生危險。 5. 1000 噸拉力,15m 長的試體可能會控制整個 Frame 的強度與勁 度。 6.由實驗室平面圖看來,應該沒有多餘的空間可以增加牆的間距。. 60.

(61) 此外,Frame 在 3000 噸壓力下,Frame 本身的 deformation 不得超 過 2~4mm,精度可達接近萬分之一。 7.如果兩種方案價格差不多,選擇功能性較好的,例如有工作平 台、台車等等。 8.執行斜撐試驗所需之軸向壓力很大,造成之軸向變位也相當大, 因此衝程之設計不可太小,約 1000mm 即可。. 六、散會(下午十五時十分). 61.

(62) 九十二年度建築組件實驗室實驗設施建置規劃研究 會議紀錄 一、時. 間:九十二年 七月 二十九日 12:00 ~ 14:00. 二、地. 點:國家地震工程研究中心四樓會議室. 三、主 持 人:蔡教授克銓 四、會議記錄:(略) 五、主席致詞:(略) 蔡教授克銓: 1. 今天主要是請建研所、建築師以及結構技師針對 MTS 提出之 萬能材料試驗機的上部結構進行討論。首先可能要請結構技師 檢核一下構架的勁度與撓度。 2. 做較短的試體可以做一反力梁,在 RC 牆上做,但不見得是一 個好方法與構想。 3. 構架應變 1/10000 太嚴格了,可能為 1/5000 較洽當。 4. 建築師的設計圖,請提供一份給本研究團隊。. 結構技師: 1. 鋼柱尺寸為 30 x 30 x 20 ,不須加預力,底座鋼梁尚未計算。 2. 在 10m 的範圍內,目前構架的設計應變為 1/1000,不知道老師 要求允許應變為何? 六、散會(下午十四時). 62.

(63) 九十二年度建築組件實驗室實驗設施建置規劃研究 會議紀錄 一、時. 間:九十二年 八月 十二日 12:00 ~ 16:00. 二、地. 點:國家地震工程研究中心四樓會議室. 三、主 持 人:蔡教授克銓 四、會議記錄:(略) 五、主席致詞:(略) 蔡教授克銓: 1. 今天主要是請建研所與連結機械針對萬能材料試驗機的設計 進行討論。 2. 請問建研所招標相關工作的計畫進度,可以請建研所藉這個 機會在這邊跟大家報告一下。 3. 工作台車的設計載重可以改為 50 噸。 4. 底盤的鋼板,在 1.2m x 1.2m 的範圍內,至少要 25 個開孔,孔 的直徑為 75mm,板厚約為 2m。上部接頭的鋼板大小約為 2m x 2m,上面也須佈滿孔洞。 5. 負責 Crosshead 升降之叉槽間距一定是 1m 嗎?可否進行最佳 化? 6. 本材料試驗機總重約為 500 噸。 7. 穩定性(stability)如何解決?可否利用斜撐(可拆式或固定式)增 加穩定性並減輕總重量?此外應該要有角鋼可以懸掛防護 網,允許軸向應變為 1/3500。. 63.

(64) 林研究員谷陶: 1. 九月中希望可以開始招標工作,公告需要一個月的時間,所以 預計九月十五日公告,十月中招標。 2. 招標文件需要精度、高度、容量、工作台車、運送方式以及補 充說明,這部分可能要麻煩此子計畫的助理幫忙。契約部分則 由建研所撰寫。兩者最後再一起整合。. 連結機械: 1. 針對本公司設計之規格向大家報告,鋼鐵的重量約為 500 噸, 機台高度約 22m,最大開距為 15m。 2. 工作平台的負荷為 1 噸,降到約距離地面 3m 處之最低高程時 工作平台會卡死。台車的載重為 100 噸。鋼料採 SS400 計算。 3. 本試驗機台之初步設計規格如下所示: 4. 本試驗機台之初步設計規格如下所述: (1) 機台最大開距為 15m (不含台車時),壓盤單次最大移動量為 2m,移動間距為 1m,壓盤工作台面為 2m x 2m。 (2) 升降工作平台行程為 11m,離地面最低位為 3m,升降工作 平台荷重 1000kg。 (3) 須有移動或伸縮步道可至中央工作區。 (4) 移動式台車油壓馬達驅動行程為 6m。 (5) 台車可耐壓 3000ton,但不可供拉伸試驗。台車可載重 50ton。 (6) 主壓缸昇降滑座移動量 2 m。 (7) 移動間距每 1 m,一個於 13 m 範圍(離地面 2 m 以上)。. 64.

(65) (8) 昇降速度 10mm/每秒。 (9) 本體可耐壓 3000 噸,耐拉 1500 噸,機台容許變形量為 1/3000。主壓缸移動配管至機台地面,重量約 560 噸。 5. 在此提出一些設計要求之問題:吊車是否為 2 台容量 10ton?是 否需要輔助墊塊?其尺寸大小為何?T 型溝方式為何? 六、散會(下午十六時). 65.

(66) 九十二年度建築組件實驗室實驗設施建置規劃研究 會議紀錄 一、時. 間:九十二年 八月 十五日 14:00 ~ 15:00. 二、地. 點:國家地震工程研究中心四樓會議室. 三、主 持 人:蔡教授克銓 四、會議記錄:(略) 五、主席致詞:(略) 蔡教授克銓: 1. 今天主要是請建研所針對連結機械設計之萬能材料試驗機的 報價進行討論。 2. 連結機械的報價為新台幣 6500 萬元,尚不包含控制器(控制器 的價格約為新台幣 1000~1500 萬元),經過評估之後,合理的報 價應該為新台幣 5000 萬元左右。 3. 要設計一套方法,不能只訴諸於價格。MTS 設計的萬能試驗 機,設計圖已經到台灣了,為一全鋼構製造,Crosshead 可連續 移動,預估價位約在新台幣 7000~9000 萬元,但是建研所有多 少預算,不能讓廠商知道,國科公司拿到價格之後會先對建研 所做簡報。. 林研究員谷陶: 1. 公告時需要附預算,必要時可以流標。 2. 採最有利標,須設計一套審查評分流程。 六、散會(下午十五時) 66.

(67) 九十二年度建築組件實驗室實驗設施建置規劃研究 會議紀錄 一、時. 間:九十二年 九月 五日 12:00 ~ 16:00. 二、地. 點:國家地震工程研究中心四樓會議室. 三、主 持 人:蔡教授克銓 四、會議記錄:(略) 五、主席致詞:(略) 蔡教授克銓: 1. 今天主要是請國科公司與 MTS 公司設計之萬能材料試驗機進 行報告。 2. 關於油壓馬達之購置初期不須太大,但空間須事先留置以便於 日後升級。反力牆實驗之油壓馬達初步規劃為 5 部 30GPM。. MTS 及國科工程師: 1. 本系統為大型力學結構試驗之用,壓力容量為 30MN,拉力容量 不得小於 10MN,Crosshead 為油壓或機械輔助控制且可依實驗 需求調整至任意高度,此試驗機須經過嚴謹之結構及機械計算 設計,並提出相關之設計能力證明,經評審委員會議審核通過 後始得參加投標,本試驗機符合以下條件: (1)可測試試體之最大高度不可小於 15 m,可利用移動式之橫軛 配合試驗試體高度做調整,調整高程為 3~15 m。 (2)構架的四根導桿水平淨間距為 3 m x 1.23 m。 (3)構架的軸向勁度為 4,201 kN/mm。 67.

(68) (4)構架底部底板尺寸為 2.8 m x 2.8 m,配有間隔 400 mm 的孔洞讓 螺桿穿過以固定實驗試體,在底板以下(即基礎部分)有一淨高 2 m 的工作空間供人員工作。 (5)橫軛採油壓系統負責控制升降及定位,並在試驗機近距離範 圍內配置一控制面板以便於掌控。 (6)裝設於橫軛的油壓致動器滿足以下條件: (a)拉力能量為 30 MN,壓力能量為 20 MN。 (b)拉力及壓力反覆加載中無間隙及鬆動現象。 (c)位移容量為 1000 mm。 (d)油壓伺服閥(servovalve)具備三階且流量 940 l/min 的特性,且 可因應日後之動態需求升級。針對所有不同規格的油壓伺 服閥需提供其對應之性能曲線圖。 (f)提供油壓分歧座(HSM)負責控制油壓開關及高低壓力的調 整。 (7)選擇配件如下: (a)一組(兩個)抗壓接合板,上抗壓接合板接合於油壓致動器軸 端,下抗壓接合板接合於底板上,其中在上抗壓接合板包 含有一球座軸承,採特殊包覆以減低摩擦力。 (b)設計一便於工作人員安裝試件及觀察試驗之可自由升降平 台。 (c)設計一安裝試件之設備,滿足便利性及準確性,例如利用一 試件插入梁或行走在軌道上之工作台車。 (d)須能控制油壓分歧座及油壓供應源,在不影響其他試驗的 情況下,控制器可獨立且安全地開啟或關閉欲進行試驗之. 68.

參考文獻

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