臺北科技大學土木與防災研究所學位論文
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建築資訊模型（Building Information Modeling, BIM）為近幾年導入國內營建產業的新技術，模型元件參數式設計與雙向關聯性為BIM特性之一，其主要概念為將建築物生命週期中所需求的相關資訊，建置於單一BIM模型中，可將BIM視為儲存大量建築物資訊的資料庫，其可提供相關單位進行資料轉換與擷取，進而應用於各階段中。傳統營建工程於施工階段，需耗費人力繪製2D施工圖說，當設計變更時，亦需針對變更內容逐一修改施工圖說，常造成圖說修改遺漏。隨者BIM概念的導入，施工圖說已可快速地從BIM模型中產出，但現今BIM軟體功能的限制，其產出的2D施工圖無法滿足施工人員所需的資訊，故許多營造廠仍利用CAD軟體繪製2D施工圖。故本研究透過資料蒐集及專家訪談整理現行施工圖說之需求後，藉由BIM軟體的應用程式介面(Application Programming Interface, API)開發施工圖說補強之輔助程式，協助工程師將繁複性的操作自動化，並擷取相關BIM元件參數，重新整合為現行施工圖說之需求資料。在輔助程式的開發下，有效地提升2D施工圖產出的便利性及效率，面對專案變更須修改施工圖時，僅需在單一視圖中進行元件參數或位置的修改，即可自動修改相關視圖之施工圖，節省傳統使用CAD軟體逐張修改變更施工圖說之時間，降低遺漏修改錯誤。
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逃生避難之人員水平與垂直移動速度數值是逃生避難設計檢證與相關研究之重要數據。國內文獻對於逃生避難之人員移動數據，大致包含各個不同年齡層與不同性別的資料，但對於醫院中之精神病患集體逃生避難的特性與相關研究則相當缺乏。精神病院所收容之人員有部份身心障礙、生理、甚至加上心理上的障礙，都會影響火災發生時避難行為。然而國內對於精神病院的相關研究卻相當缺乏，更遑論有關精神病患在避難時之移動速度的基礎資料。 本研究藉由精神病院進行自衛消防編組演練時實施觀察與測量，以利獲得精神病患的避難行為特性及避難速度數值，進而提供相關醫療院所未來改善防火管理之參考，亦可提供消防或建築人員在進行防火工程設計上之準據。本次演練共有178位病患參與，自醫院五樓逃生至一樓。本研究根據演練中置於各逃生口之計時器資料與攝影資料，做詳細的探討，以此推估醫院精神病患集體避難之人流速度、流量係數、水平移動速度與垂直移動速度。根據本次演練數據，醫院精神病患的水平移動速度能力均略優於其他避難弱勢、高齡者及學齡學童的水平平均移動速度，若相較於安養機構健康者老年人則平均移動速度相近；在垂直移動速度方面，則精神病患集體避難之垂直移動能力約略在學齡學童中間，若相較於為安養機構健康者老年人平均速度則高出許多。本研究最後並對於醫院精神病患集體避難之水平與垂直兩種移動能力具相當明顯差異進行仔細的探討，可對未來相關研究提供參考，進而提升我國在精神病院安全水準。
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波形鋼腹板複合橋係利用波形鋼腹板取代傳統預力混凝土梁之混凝土腹板，可使上部結構輕量化，並進而降低傳遞至下部結構之地震力，降低橋柱地震力需求，對於大跨徑跨河橋，此類橋型具有相當之優勢。 波形鋼腹板預力箱型梁複合橋除了具備自重輕之特點外，波形鋼腹板的垂直穩定性佳，具高剪力挫屈強度，且波形鋼腹板具有容許沿橋軸向大變形的特性，使得外加預力更為容易有效導入混凝土中。近年來因外置預力及高強度混凝土技術愈趨成熟，波形鋼腹板橋在世界各國之實際應用大幅增加。目前國內也已完成首座波形鋼腹板預力箱型梁複合橋之設計與施工，且該橋主梁為三箱室，算是此類橋型之首創。 為更進一步瞭解此類橋型之實際結構力學行為，配合國家地震工程研究中心進行波形鋼腹板預力箱型梁之相關性能實驗。並利用有限元素分析軟體ANSYS模擬波形鋼腹板箱型梁，於分析模式中同時考慮幾何非線性及材料非線性以便提高分析模擬之精確性，所得之分析結果與試驗分析成果比對，藉以探討波形鋼腹板之結構特性。
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本研究係先進行FRP構件續接之剪力試驗，試驗方式係分別以螺栓、結構膠各別進行物理、化學搭接試體之製作，以螺栓配搭結構膠進行混合搭接試體之製作。由力量加載過程觀察各型式搭接試體的受力行為，並於試驗結果探討各型式續接試體之極限載重與破壞模式。由試驗結果發現適當的螺栓配置可藉由螺栓剪斷的先後順序提供預警效果。再將此預警效果應用於FRP續接梁試體之製作，其續接方式係將一金屬續接器鎖固於欲進行續接的兩FRP梁中點，以不同續接器的鎖固型式，進行不同續接梁試體的規劃。以三點抗彎加載方式，進行各續接梁試體之試驗。由力量加載過程觀察續接梁的受力行為，並於試驗結果探討各型式續接梁之破壞模式，再將各型的式續接梁與未進行續接之原型梁進行勁度、極限載重及破壞模試之比較，最後提出FRP梁續接型式之建議，供後續相關研究上使用。再藉由化學續試驗之結果規劃一座以結構膠接合的全FRP人行棧道計算及評估，期望藉由此全FRP人行棧道示範案例讓國人對FRP材料的特性有進一步的認識。
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碳纖維強化高分子複合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer、簡稱CFRP）具備高拉力強度、高耐久性和不改變補強構件外觀等優點，其應用於RC梁剪力補強與RC柱剪力與圍束補強之行為已為廣泛研究與討論；過去研究證實，碳纖維補強效果常受碳纖維介面強度影響，因此相關設計準則(ACI 440.2R)建議設計時，必須按照混凝土強度、碳纖維用量與補強形式等條件計算碳纖維有效設計應變，做為具備安全性與合理之補強設計。本文為探討”碳纖維-碳纖維”與”碳纖維-混凝土”間之介面強度，以量化之實驗結果提供設計參考；碳纖維圍束補強RC柱可提供柱圍束，提升混凝土軸壓強度與軸壓軸韌性，然而文獻與相關設計準則對圍束碳纖維間之搭接長度需求與建議較為欠缺，碳纖維搭接介面為「碳纖維-碳纖維」型式，本文設計一系列試體試驗碳纖維間之搭接強度，以搭接面積為變量求得量化之強度試驗成果，同時規劃混凝土圓柱試體圍束試驗，利用相關數學模型驗證圍束補強時碳纖維搭接處所提供之等效圍束力。 試驗結果顯示，黏著材料對黏著介面強度有顯著之影響，「碳纖維-碳纖維」高於「碳纖維-混凝土」介面強度；而圍束補強試驗結果顯示，本研究採用槽型圍束之效果高於雙U型圍束，1層碳纖維槽型圍束可提升標準規格之混凝土圓柱試體強度約2.9倍，而雙U型圍束提升混凝土強度最高為2.2倍，且搭接長度需求較高。同時，本文提出根據碳纖維材料強度與試驗介面強度之搭接長度理論，可得保守之搭接長度設計，而混凝土圍束之數值分析模型以L.L. Model與試驗比對結果最為合理，可提供碳纖維補強之實務或分析參考。
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在建築設計中，許多大空間之防火區劃常利用防火捲門之可變式的機動性來作規劃，以滿足現行建築技術規則中對防火區劃之要求。目前國內市場上常見之建築防火捲門大多採用金屬材料搭配隔熱材(氧化鎂板、珍珠岩板、陶瓷棉、岩棉等)做設計，然而這些隔熱材大都屬於有機物質，受熱燃燒後易產生濃煙、惡臭，且某些材料長久下來會對金屬造成侵蝕作用而影響耐久性。本研究突破傳統思維，除了使用鍍鋅鋼板、防火膠條及防煙條等材料作為整體防火捲門的設計及組裝外，主要之隔熱材料採用無機之發泡水泥隔間板來取代一般常見之有機隔熱材。先組裝尺寸600mm×600mm之防火門片進行小型加熱爐耐火試驗，以相同材質但以不同厚度進行測試，獲得此複合材料之背溫變化之基礎資料，同時以火災動態模擬軟體FDS (Fire Dynamics Simulator)模擬複合式阻熱型防火鐵捲門於3000mm×3000mm尺寸時非受火面背溫變化分析，再與小型加熱爐試驗結果進行分析，以規劃3000mm×3000mm大型加熱爐耐火試驗之設計。 於大型加熱爐耐火試驗中，複合式鐵捲門試體之背面平均溫度雖未超過170℃，但在試體其中二處位置之溫度(包括移動式熱電偶所測者)超過210℃，未能符合現行建築用防火捲門耐火試驗法之標準，因此未達到1小時的遮焰性及阻熱性。本次研究之3000mm×3000mm尺寸複合式防火捲門之試驗結果，未能符合規範之要求，但僅有些許瑕疵，因此未來再進行改良設計時之防火時效測試數據資料須多加考量，並加強骨架設計強度，預期應能使其符合標準，達到防火區劃設計阻熱性之性能要求。
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1951年花東縱谷系列地震，從10月22日開始地震接連不斷地發生，餘震沿著縱谷由北段之花蓮向南遷移至台東池上一帶，而在瑞穗地區造成了一系列地表破裂。鍾令和(2003)將地表破裂分為三段：瑞穗段、玉里段、池上段，其中瑞穗段的最大垂直位移量接近2公尺。但有關瑞穗斷層的相關研究，多著墨在1951年地震的描述、近斷層之活動特徵以及小範圍的地殼形變研究，對於整個瑞穗斷層沿線地區與1951年地震斷層所造成的地表位移量並沒有詳細地探討。 近年來由於科技的進步，使得航空遙測技術和應用與日俱增，特別是隨著時間演變之各時期的航空影像，廣泛地被運用在不同時間尺度的時空變化。台灣最早的航空照片可以追溯至1940年代由美軍所拍攝的影像，由於時代久遠且多數航拍資訊的遺失，著實增加使用的困難度。本研究運用地震前後1940年代美軍與1960年代空軍聯勤所拍攝的航空影像，配合即時動態全球定位系統實地測量地面控制點，運用近年來發展十分成熟之數位航空測繪軟體推算航照中之空中三角測量，以求得航拍當時之飛航資訊與位態。配合高精度之空載光逹產製之數值高程模型，進行各時期之影像正射與鑲崁。最後，運用次像素匹配的原理及特徵點位的量測，將各時期正射後的影像分別計算進而產生之相對位移量。 本研究對各時期的DTM做比對，發現2008年5M_DEM官方資料精度高出一倍，整體效果也較佳。歷史航照建置DTM的成果優劣關鍵取決於影像的品質，其中影像清晰度最為重要。1951年地震前後期影像因年代過於久遠，影像上的地形地貌變化過大，導致網格中次像素匹配不易，造成軟體計算上的困難間接影響成果。透過特徵點量測瑞穗斷層上下盤的位移，發現斷層上盤朝西與西北方向移動，平均位移量為3.66公尺，其中最大位移量為5.77公尺。
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近年來溫室氣體排放過量導致全球暖化、氣候變遷，已成為全球注視之問題。二氧化碳捕捉與封存（Carbon Captureand Storage, CCS）為世界公認較為有效減碳之技術，從捕捉到封存的過程中能達到趨近於百分之百的減排量。我國處於開發中國家，整體排碳量主要以工業部門為主，在營建產業中水泥業所產生之排碳量位居相關產業之冠，因此水泥業投資CCS對於達到有效減碳顯得更為重要。然而面臨投資CCS須具較高的成本，同時國內政策與制度也尚未完善，使投資計畫面臨了高度的不確定性，故本研究將利用實值選擇權法應用於水泥業CCS投資決策中，以反映不確定性對計畫所帶來之價值。 首先將水泥業投資CCS計畫進行成本架構分析，並整理出可能影響投資計畫之因子，進而計算出整體投資計畫之淨現值。再者，根據國內狀況，建立延遲投資選擇權評價模式，探討不確定因素所影響之計畫現金流，使投資計畫價值提高，提出在選擇權下投資的決策準則。 結果顯示，水泥業投資CCS計畫NPV 0，以傳統淨現值法決策，表示該投資應允以放棄。接著進而探討延遲決策所帶來之計畫價值，求得投資CCS設備之臨界條件，比較與傳統淨現值法的臨界條件差異，並針對不確定因素進行敏感性分析，最後給予投資者建議與應對未來的投資條件。
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近年來全球衛星定位系統(Global Positioning System，簡稱GPS)蓬勃發展，該系統觀測簡單且迅速，又不受時間、地點和天候所影響，提供使用者全天候、即時獲得位置與時間資訊；基於上述優點，GPS運用於地質研究上已變得如此方便，慢慢成為探討地殼變形與地體動力學的一項工具。在不同地點同時接收由GPS衛星所發射出來的載波相位和電碼訊號，可以精確的定出各測站的相對位置。 由於台灣每年5 ~ 8月正處於梅雨與颱風季節，在此期間會帶來充沛的降雨量。當地表富含水分時，其重量因而增加，使得孔隙水壓上升，促使加速下坡運動的進行。而天池地區剛好就位處於坡地上，是否因為這項因素而造成地殼有向下潛移的現象，值得我們深加探討。再加上此地區所建置的連續站也有較長的歷史，所獲得的資料相當充足。因此，本研究利用連續站所接收的觀測資料(2010年12月 ~ 2012年2月)，以美國JPL研製的GIPSY軟體精密解算，來幫助我們更了解此地區地殼是否發生潛變現象。 由計算結果觀察出潛移作用造成的偏移方向大致呈東南方向移動，與本區域地形上之坡向一致，可能與邊坡上之塊體運動或長期地體架構上之大地變形有關。而且，影響潛移發生之因素眾多，本研究利用歷年降雨量來探討，發現其降雨量多寡確實會影響潛移距離，造成較大移動距離之時間點大多發生於7 ~ 9月。最後，由2004 ~ 2010年地殼變動情況發現天池地區其大地變形為向西緩慢運動，但在山崩潛移為較大變動事件，且運動方向向東，與坡向一致。
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建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)概念強調資訊傳遞的一致性及連續性改善以往2D圖面溝通時產生的資訊斷層。BIM切入工程專案的階段不同工作流程亦會不同，例如專案於施工階段導入BIM可發現在2D圖面中察覺不到的高程上的衝突及其他界面衝突，減少重工的機率及成本的浪費。但是目前使用BIM工具軟體－Revit建置模型遇到版次變更後無統一的處理方法，新版次覆蓋舊版次模型使得版次間的差異性難以辨識，欲檢視有變更的模型元件也由於浩瀚的模型造成找尋變更處之困難。上述原因於施工階段導入BIM發生的模型版次問題皆減緩BIM的使用效益。 本研究為使版次變更資訊察覺性提高，減少團隊間資訊傳遞的誤差，並且使變更相關資訊能快速分辨前後之差異性供後端單位繼續利用，強化版次模型變更差異檢視的效率，擬建置一BIM模型版次比對管理系統，藉由分析及探討系統平台的需求，開發一個能顯示版本之間差異的比對系統包含材料數量差異，提供給工程師必要的版次變更資訊，提昇BIM於版次變更辨識效率。最後利用實際案例的導入測試版次比對系統的運作情形，分析導入的結果及效益，並提出結論與建議。