臺北科技大學土木與防災研究所學位論文
國立臺北科技大學,正常發行
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非線性動力歷時分析係評估結構物非線性行為的基本方法，由於分析方式過程繁瑣、複雜，所需時間較長，除非針對特殊目的的結構安全檢核外，該法較不被一般熟悉線性分析的工程師所樂用。等值線性系統具有觀念簡潔，便於使用等優點，目前廣泛應用於結構非線性分析當中。ATC-55指出目前的研究，對於等值線性系統中有關等值阻尼與等值勁度之最佳化組合，尚未獲得令人滿意的答案。為有效解決此問題，本文將建構一套合理的分析方法，針對國內各個地震測站所蒐集到的地震紀錄進行等值線性系統的分析，並就分析結果進行非線性迴歸，以供為結構分析之用。 本文以集集大地震各地震測站所蒐集到的原始加速度歷時資料（Original Time History），及與規範反應譜相諧和（Spectrum Compatible）之人造加速度歷時資料，針對結構週期分別為0.3秒（短週期）及1.0秒（長週期）之結構物為對象，進行線性與非線性歷時分析。本文探討內容主要分為三部份：第一部份著重於韌性比與譜加速度修正係數關係的建立；第二部份在於尋找韌性比與等值勁度、等值阻尼比的關係；第三部份則進一步探討正規化譜加速度與譜位移的關係。 本文針對各地震測站所建立的等值線性系統迴歸成果，除可符合考量國內本土地震特性的結構非線性分析之所需外，更希望能供為國內有關結構性能耐震設計規範編訂時參考之用。
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人工智慧(Artificial Intelligent )發展迄今已半世紀，由於電腦運算速度的日益提升使其在各領域的應用在最近幾年更加廣泛，本文採用人工智慧中的基因演算法( Genetic Algorithm)和類神經網路( Artificial Neural Network )作為研究工具。其中基因演算法在處理最佳化問題上有很好的能力，該方法會依照問題特性利用啟發性的搜尋方式來尋求最佳解，所需計算時間也較其他最佳化理論所需者快速，加上基因演算法本身具有跳脫局部極值的能力，這些優點都是基因演算法逐漸受到重視的原因。而類神經網路憑藉其優良的自學習和自適應能力，在範例資料健全的情況下能從中整理出正確的對應規則，使其處理複雜的對應問題上有極高的評價。 本文利用基因演算法的優點和特性來協助我們求解結構最佳化設計的問題。以往斜張橋最佳化設計多是利用數學規劃法來求鋼索預拉力的組合，本文則分別採用基因演算法和混合基因演算法( Hybrid Genetic Algorithm)進行求解。至於結構健康診斷則分別利用類神經網路和基因演算法進行靜態識別，其方法是藉由斜張橋橋拱頂部的轉角來反推纜索的內力組合，並求出各構件對應的安全係數，作為結構健康診斷的依據，所得之結果冀能提供為類似工程參考之用。
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目前國內公共工程無論現行考核方式或既有之績效評估文獻，皆無法有效顧及工程執行機關之內、外在執行條件，且難以落實至一般基層單位；又由於工程執行環境不同於一般行政部門，故亟需建立有效可行之績效評估模式，以提高公共建設執行績效。本研究以「行政院原住民族委員會」九十三年度被查核過的36個公共工程執行機關為實證分析對象，為兼顧研究成果之客觀性與準確性，本研究將先以群集分析篩選工程執行環境具同質性之工程機關，之後再使用資料包絡分析法衡量各工程單位之績效。 依據群集分析之結果顯示，36個受評機關在預算、承辦人學經歷、主辦課課長學經歷、人口數、營造廠商家數、年平均降雨量，六個不同的執行條件上應分為「高預算支出類型」及「普通預算支出類型」兩類。而資料包絡分析之衡量則以預算及承辦人學經歷、主辦課課長學經歷為投入項，並以查核之施工品質及品管制度分數為產出項，經由分群與不分群兩種方式進行資料包絡分析後顯示，「普通預算支出類型」之機關個數，佔全體不分群前50%之比例高達72.22%，此乃由於「高預算支出類型」之機關多位處偏遠，當所有機關一起進行分析時，「普通預算支出類型」機關則較佔優勢，可見分群與否確實影響了各機關之績效表現；此外本研究亦利用資料包絡分析中之「差額變數」，計算各無效率單位長短期應改進之方向與幅度，研究成果期可提供相關工程主管機關改進現行評估模式之參考。
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台灣科技產業發展迄今已有二十餘年，本人經歷多年相關科技產業建廠設計與監造管理工作，因應科技產業之特性，競爭激烈、世代的快速演近、市場變化大、及投資金額龐大，因此如何配合業主需求以最快速度建廠、協助設備安裝以達成如期生產、掌握市場優勢之目標為當前之趨勢。傳統建廠模式〈設計完成在發包施工〉已漸漸不能滿足科技廠房之建廠時程考量，本技術報告從文獻回顧、設計與監造管理工作經驗與實際案例研究，將近年來較常採用之快車式〈Fast Track〉建廠模式〈設計與施工並行作業〉與目前執行統包之實例進行探討，由工作範圍、組織分工、運行模式及統合協調等，彙整與檢討設計與施工階段縮短工期之因子，研究成果期作為營建從業人員及高科技業主未來建廠管理之參考。
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現今集合住宅經歷起始、成熟與衰敗各種不同階段，其象徵台灣居住環境的歷史變遷與演進，但卻也造成社會日益增多之集合住宅建築物。參酌消防署歷年統計資料顯示，台灣地區平均每年發生火警約4916件，是所有災害當中對人民生命財產損失最大的，且住宅火災所佔所有火災之比例高達六成，其中約有兩成是發生於集合住宅建築物中。 本研究主要是以蒐集國內外集合住宅建築物防火及消防安全設備設置、施工、改善等相關法規、文獻、工程及火災災例等相關資料，並找出火害因子進行比較分析與歸納整理，進而探討集合住宅建築物防火評估之機制，再藉針對某一集合住宅內部裝修隔間材料及重新加裝探測器使用FDS火場模擬軟體，如此一來便可在模擬中得知相關數值如氧濃度分佈、一氧化碳濃度分佈、溫度分佈情形、能見度分布情形、釋熱率、探測器動作時間等，以作為本研究成果之一。 最後藉由將蒐集歷年集合住宅之火災案例，並整理分析集合住宅火災原因、種類及型態，探討住宅火災危害因子與防治策略與措施，研擬集合住宅建築物使用管理機制，建立火害因子權重以提供民眾防火安全評估之參考。
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近年來，災害、災害防救或危機管理……等相關名詞在學術間討論熱烈，我國政府近年來投入龐大的資金與人力以提升我國災害防救體制，正所謂「養兵千日，用在一時」，如何專注於平時災害防救體系與動員機制的強化，以應變在幾秒鐘之內發生的災害，實在是一項重要的課題，本論文探討我國災害防救計畫，以期能為災害防救體系盡一份心力。 本論文以我國災害防救計畫為主，首先進行各項災害防救與相關文獻之分析比較，蒐集各項有關災害防救資料與相關名詞，包括各項期刊、論文、書藉及網站資料，再將我國災害防救業務計畫與日本之架構來進行分析與比較，以期找出較適合我國各相關災害防救機關之架構，並進一步研擬「內政部災害防救業務計畫」，針對其中各個流程及項目來擬訂出災害防救業務計畫之管控方法，以提供給政府機關做為擬定災害防救業務計畫之參考。 本論文之研究目的在於分析整理各國災害防救計畫以探討我國災害防救業務計畫架構，並以簡易資料庫系統來對災害防救業務計畫實施管控，最後針對我國災害防救業務計畫提出建議與改善方法。
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因應緊急事故可能影響整體國家安全，民國九十二年行政院指示將現行各項緊急事故應變體系整合為「國土救災安全網」。現今國家大型救災行動，以常備部隊為救災支援之首選。但國軍精進案在民國九十三年底，以「常備打擊、後備守土」的指導完成「常後分立」的機制；未來常備部隊專司應急作戰及機動打擊，後備部隊負責重大災害應變支援及國土安全守備。本「精簡常備，廣儲後備」精神，常備員額將遞減，遇重大災難，為兼顧戰訓本務，必不敷地區救災支援分配，後備部隊派遣便為支援救災的主要選項。 鑒於政府政策和順應國軍發展，提出「因應國軍常後分立建構機制契機整合國土救災安全網」的及時性觀念與契機。有效整合與協調各項應變機制、支援體系及全民防衛動員準備體系，建構一通盤連貫的救災模組。 本研究經由資料調查與蒐集、文獻回顧、現況分析、作業研究、實例應用等進行相關議題之探討。研究成果如下： (1)因應國軍常後分立建構機制契機，提出「以全民防衛動員為備援主軸建構國土救災安全網」的及時性觀念。 (2)律定中央災害主管機關循一定規範，呈報行政院核准，運用管制國防部後備事務司、後備司令部相關單位擔任「災害防救動員」秘書作業單位，並執行後備部隊派遣、災害防救動員，而形成擬建構之「全民災害防救動員機制」。 (3)建構適宜本土救災模組的緊急事故指揮體系，將國軍支援救災部隊納入緊急事故指揮體系中，以期達到國軍在派遣支援時，救災現場之指揮體系能有效的整合發揮最高效能。
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落橋是影響程度相當嚴重的橋梁震災，加設防落裝置可以有效降低落橋發生的機率，也是防止落橋最經濟與最有效之方法。國內防落裝置之使用量於近年已有大幅的提昇，但卻無較完整的設計訪法與規範。我國目前常使用的防落裝置種類不多，大致上有止震塊、防落拉桿、剪力榫、剪力鋼箱及支承抗拉拔裝置等，又防震拉桿有鋼索和鋼棒二種形式，鋼索多用於鋼橋防落，而鋼棒則應用在RC橋梁，本研究針對鋼棒型式之防落拉桿進行探討。 日本已有完善之落橋防制系統流程，而美國防落裝置大致上僅有防震拉桿和鋼索兩種型式，美國在橋梁設計的理念偏向於設計足夠的防落長度，即不需防落裝置。相較之下，我國和美國的防落裝置都不如日本嚴謹，因此新設計的橋梁多無防落裝置，而防落裝置則多用於舊橋補強。日本與我國的橋型相似，但是我國許多設計卻採用美國AASHTO的設計，所以本計畫將融合美國和日本的設計經驗，進而發展適合我國的設計規範。 本研究計劃首先蒐集、彙整國內外防落拉桿與裝置等資料，配合橋梁功能性支承系統耐震性能設計與補強方法之研究，著手進行相關實驗，並採用ANSYS分析軟體進行分析探討，以實驗成果與理論分析相互驗證之結果，進而提出一簡易的防落拉桿設計方法與結合其他設施之整座橋梁分析方法，確保防震拉桿可以發揮功效，使橋梁上部結構在大地震時不發生落橋的行為與震後可快速修復等功能，提供國內顧問公司與施工廠商作為遵循之依據。
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本論文針對純構架、含RC牆構架、含磚牆構架等構架形式，在其可能產生塑鉸處，加上塑鉸特性如：軸力-彎矩互制塑鉸、剪力塑鉸、軸力塑鉸等，並參考FEMA273、FEMA356中對塑鉸性質的相關規定，配合等值斜撐模擬，利用SAP2000商業軟體進行側推分析，將得到側向力與變形曲線與實驗結果比對，判驗證其合理性及準確性，提供工程師將來設計分析參考之用。
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為紓解大臺北都會區交通日益嚴重壅塞之問題，臺北市政府於民國七十七年起開始興建捷運工程初期路網，惟因施工路段道路下方密佈電力、電信、自來水、瓦斯、軍訊、警訊、雨水、污水、路燈、號誌及有線電視等十餘種公共管線，且與捷運施工位置有所衝突，故於施工前需先辦理管線遷移作業。然因管線種類及數量眾多、複雜，且可資參考之圖資大多與現況不符，造成管線遷移作業溝通協調耗時，使主體工程無法依既定排程進行，而延誤後續施工。 電力、電信、瓦斯等小型管線，可以在施工過程中，以拆遷、埋設之方式予以處理；然如污水幹管、自來水幹管等大型管線遷移方式，若於設計階段未予完善規劃，將造成施工中無法及時配合拆遷，則必須採取特別的方法處理之，例如現地吊掛保護。 本研究係由瞭解因道路管線遷移造成捷運工程施工阻礙及延誤狀況，再藉由探討市區管線遷移作業對捷運工程之影響，並尋找相關管線遷移影響因素及其較佳之作業方式，以作為日後規劃設計參考，期能減少日後監造單位與施工廠商間之契約爭議。