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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:葉景裕
研究生(外文):Jing-Yu Yet
論文名稱:中低層鋼構造建築工程吊裝設備評選模式之研究
論文名稱(外文):investigate and study the framework for lifts in low and middle rise steel-structure buildings
指導教授:顏上堯顏上堯引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:土木工程學系碩士在職專班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:95
中文關鍵詞:中低層鋼構造吊裝設備最佳化
外文關鍵詞:Optimization analysislow and middle risesteel-structure buildings
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本研究係針對中低層鋼構造建築物之吊裝設備進行探討,因目前營造廠商競爭激烈,大家競相降價,對於每一項作業之成本控制莫不錙銖必較,且對於經由詳細之施工規劃,及成本計算以期能確切掌控施工進度及發包成本、安全衛生等之觀念均較以往注重。以往國內業者在中低層鋼構造建築工程中吊裝設備之評選,採塔式吊車或輪式吊車、塔式吊車與輪式吊車搭配、兩部輪式吊車搭配四種型態,對於超高層建築物因受高度控制,因此吊裝設備均以塔式吊車為唯一選擇,業界在評選過程概均概略以最大構件重量及作業半徑作考量,並無一套有效的科學方法來估算,對於整體工程之進度、成本及安全之影響,僅憑以往經驗判別,缺乏客觀的評選準則。
最佳化理論在企管及工業工程管理方面已有多年之應用實例,尤其對於複雜問題之評選,可以很有效率的求得良好之解答,因此本研究將以最佳化理論來進行此項規劃工作,以業界之實際需求「吊裝費用最小成本」為目標,建立塔式吊車與輪式吊車之數量及選用機型之評選模式,並運用LINGO數學規劃軟體求出最佳解,本研究將以國內常用塔式吊車或輪式吊車、塔式吊車與輪式吊車搭配、兩部輪式吊車搭配四種型態為基準,計算出最佳組合之吊裝設備機型,避免因吊裝設備規劃不當,造成選用過大之吊裝設備造成成本增加之情形發生,以降低吊裝費用。本研究以台北縣三重市○○體育館8F S.R.C.大樓作模擬規劃,經由本模式之驗證,成效良好。
In this work, we investigate and study the framework for lifts in low and middle rise steel-structure buildings. Due to strong competition, the control of cost, the planning of construction and the preparation of safety have gained more attention and also played a more important role than the past. However, the framework for lifts is still a subject needed to be considered. Traditionally, among construction companies in Taiwan, tower crane, mobile crane, a combination of tower and mobile cranes or a combination of two mobile cranes are the four typical frameworks for lifts whereas constructing low and middle rise steel-structure buildings. For high rise steel- structure buildings, due to the constrain of its height, tower crane lifting is the only option. The decision of selecting a framework for lifts has been mostly based on rough estimation of the maximum weight on a single unit item and the construction radius. This kind of experience-based decision lacks not only scientific support, but also the objective view of construction planning, cost control and safety preparation.
Optimization analysis has been commonly practiced in business and industry management. It provides effective and satisfying solutions to complex problems. In this study, our goal is to minimize the cost of framework for lifts, including the number and the type of lifts selected, We use a mathematics software tool “LINGO” to analyze then optimize the solution. In our study, we compare the four traditional frameworks mentioned previously then optimize them with the number of lifts. The purpose is to avoid improper selection of lifts which may easily increase the overall costs. In the end, we use gymnastics dome in San-Chun, as an example, to demonstrate our analysis. It is proven to provide excellent results.
摘要.................................................................................................................I
英文摘要..........................................................................................................II
誌謝.................................................................................................................IV
目錄.................................................................................................................V
圖目錄..............................................................................................................IX
表目錄..............................................................................................................X
第一章、緒論.....................................................................................1
1.1研究背景與動機...............................................................1
1.2研究目的與範圍...............................................................2
1.3研究方法與流程...............................................................3
1.3.1研究方法.................................................................3
1.3.2研究流程.................................................................4
第二章、實務現況與相關文獻回顧................................................6
2.1國內鋼構造工程吊裝設備使用現況.....................................6
2.1.1國內鋼構造工程吊裝設備........................................6
2.1.2國內現行吊裝設備評選之影響因素分析..................10
2.1.3 國內現行吊裝設備評選模式...................................13
2.2吊裝設備評選模式之分類..................................................28
2.2.1專家系統在吊裝設備評選之應用............................29
2.2.2 GIS在吊裝設備評選之應用...................................30
2.2.3 數學規劃等方法在吊裝設備評選之應用................30
2.3小結...................................................................................31
第三章、模式構建及求解方法........................................................32
3.1吊裝設備評選規劃架構及步驟...........................................32
3.1.1吊裝設備評選規劃架構...........................................32
3.1.2吊裝設備評選規劃步驟...........................................34
3.1.3吊裝設備評選流程..................................................38
3.2吊裝設備評選模式構建......................................................38
3.2.1問題定式................................................................40
3.2.2基本假設................................................................40
3.2.3符號定義................................................................42
3.2.4數學定式................................................................43
3.2.5模式應用................................................................48
3.3求解方法...........................................................................48
3.3.1 電腦演算環境......................................................48
3.3.2 模式需求資料......................................................49
3.3.3 EXCEL於資料檔建立之應用...............................49
3.3.4 LINGO之應用.....................................................50
3.4小結...................................................................................50
第四章、實例測試............................................................................51
4.1實例簡介及資料分析............................................................51
4.1.1 實例簡介...................................................................51
4.1.2工地限制及條件.........................................................52
4.1.3資料分析....................................................................53
4.2 模式發展.............................................................................55
4.2.1 模式輸入資料...........................................................55
4.2.2 模式輸出資料...........................................................56
4.3 模式測試及結果分析...........................................................57
4.3.1求解結果....................................................................57
4.3.2參數敏感度分析.........................................................58
4.4小結....................................................................................65
第五章、結論及建議.........................................................................68
5.1結論....................................................................................68
5.2建議....................................................................................69
參考文獻.................................................................................................71
附錄一 鋼構管制表.................................................................................74
附錄二 鋼構評選分析計算表...................................................................75
附錄三 各梯次吊裝吊車配置圖表...........................................................76
圖 目 錄
圖1-1研究流程圖..........................................................................5
圖2-1吊裝高度與構件高度關係圖..............................................15
圖2-2輪式吊車按裝位置與起吊位置關係圖................................16
圖2-3塔式吊車按裝位置與起吊位置圖.......................................20
圖2-4水平轉臂式塔式吊車吊臂與荷重關係圖..............................21
圖2-5吊裝作業流程圖................................................................25
圖3-1吊裝設備規劃評選構架圖.................................................33
圖3-2吊裝設備評選流程圖..........................................................39
圖4-1塔式吊車租金與裝拆費變動與吊裝成本關係圖..................59
圖4-2輪式吊車租金變動與吊裝成本關係圖.................................60
圖4-3構件重量變動與吊裝成本關係圖........................................61
圖4-4構件高度變動與吊裝成本關係圖........................................62
圖4-5構件距離變動與吊裝成本關係圖........................................63
圖4-6吊裝期變動與吊裝成本關係圖............................................64
圖4-7輪式吊車吊裝時間變動與吊裝成本關係圖..........................65
圖4-8構件數量變動與吊裝成本關係圖........................................66
表 目 錄
表2-1常見建築及土木工程移動式吊裝設備之分類及特性表...........8
表2-2常見建築及土木工程固定式吊裝設備之分類及特性表...........9
表2-3構件型式與重量倍數表.......................................................15
表2-4油壓式吊車吊臂節數與荷重對照表......................................17
表2-5輪式吊車與塔式吊車規格評選比較表...................................24
表3-1塔式吊車大台北區租賃行情表..............................................35
表3-2輪式吊車大台北區租賃行情表..............................................35
表3-3吊裝工期估算方式................................................................37
表3-4影響吊裝工期因素表............................................................38
表4-1 工程簡介表..........................................................................52
表4-2地質概況表...........................................................................52
表4-3問題規模..............................................................................57
表4-4求解結果..............................................................................57
表4-5實際結果...............................................................................58
表4-6塔式吊車租金與裝拆費變動與吊裝成本及選用機型關係表...59
表4-7輪式吊車租金變動與吊裝成本及選用機型關係表.................60
表4-8構件重量變動與吊裝成本及選用機型關係表.........................61
表4-9構件高度變動與吊裝成本及選用機型關係表.........................62
表4-10構件距離變動與吊裝成本及選用機型關係表........................63
表4-11吊裝期變動與吊裝成本及選用機型關係表............................64
表4-12輪式吊車吊裝時間變動與吊裝成本及選用機型關係表..........65
表4-13構件數量與吊裝成本及選用機型關係表...............................66
參考文獻中文部分:1.石正義,「超高層鋼骨施工與管理實務(上)」,詹氏書局,臺北,1993。2.石正義,「超高層鋼骨施工與管理實務(下)」,詹氏書局,臺北,1993。3.朱撼湘,「鋼構施工作業電腦模擬分析之研究」,國立台灣工業技術學院營建工程研究所碩士論文,臺北,1993。4.任成,「國內最大的樓板爬升式塔式吊車安裝實錄(上)」,營建世界,第42期,第32-37頁,臺北,1985。5.任成,「國內最大的樓板爬升式塔式吊車安裝實錄(下)」,營建世界,第43期,第52-57頁,臺北,1985。6.李秋田,「專家系統在鋼構建築吊車評選之應用」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,中壢,1995。7.陳燦坤,「三重市運一綜合運動場及地下停車場新建工程-鋼骨工程施工計劃書」,登山營造股份有限公司,臺北,2000。8.陳生金,「建築鋼結構施工規範及解說研究」,內政部建築研究所,臺北,1993。9.許明湖,「台中市超高層建築結構體工程施工實務」,詹氏書局,臺北,1994。10.崔征國譯,「施工計劃3(軀幹工程)」,詹氏書局,臺北,1992。11.黃世傑,「起重吊車的選擇、推土機的選擇、慎選震動滾壓機」,營建世界,第47期,第57-64頁,臺北,1985。12.莊嘉文,「超高層建築施工及實例」,詹氏書局,臺北,1983。13.鄭明淵,張文德,「鋼骨工程塔吊配置與吊裝時程監控」,國立台灣工業技術學院營建工程研究所碩士論文,臺北,1996。14.葉基棟、吳卓夫,「營造法與施工上冊」,茂榮圖書有限公司,臺北,1991。15.賴哲三編譯,「鋼骨工程架設計畫」,六和出版社,臺北,1995。16.蔡茂生,「施工機械」,國立臺灣工業技術學院工地主任班教材,臺北,1995。17.顏上堯、李其灃,「交通建設計劃評選模式及其解法之研究」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,中壢,1999。18.顏上堯、陳玉菁,「航空公司修護人員供給規劃之研究」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,中壢,2001。19.顏上堯、陳怡妃,「因應臨時事件機場共用櫃檯即時指派之研究」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,中壢,2001。20.顏上堯、賴鈺蒨,「系統性橋梁維修評選之研究」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,中壢,2001。21.謝定亞、劉馨隆,「公共工程建設計劃時序性組合規劃之研究」,國立中央大學土木工程研究所博士論文,中壢,2000。22.羅醒亞,「高層建築施工」,詹氏書局,臺北,1995。23.Qin, Bosheng and C. F. Chuan, “Effective Length of Luffing Jibs, ” ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 111, No. 12, pp. 2532-2544,1985.24.Tam, C.M., T.K. L. Tong, and W.K. W. Chan, “Genetic Algorithm for Optimizing Supply Locations around Tower Crane, ” ASCE Journal of Construction Engineering and Management, Vol. 127, No. 4, pp. 315-321,2001.25.Proctor, J. R., Jr., “Selecting Tower Cranes, ” Civil Engineering-ASCE, Vol. 65, No. 2, pp. 52-56,1995.26.Zhang, P., F. C. Harris, P. O. Olomolaiye and G. D. Holt, “Location Optimization for a Group of Tower Crane, ” ASCE Journal of Construction Engineering and Management, Vol. 125, No. 2, pp. 115-122,1999.27.Walter, E. Rodriguez-Ramos, and R. L. Francis, “Single Crane Location Optimization, ” ASCE Journal of Construction Engineering and Management, Vol. 109, No. 4, pp. 387-397,1983.28.Hornaday, W. C., C. T. Haas, J. T. O’Connor and J. Wen, “Computer-Aided Planning for Heavy Lifts, ” ASCE Journal of Construction Engineering and Management, Vol. 119, No. 3, September, pp. 498-515,1993.
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