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研究生:李佳璋
研究生(外文):Chiachang Li
論文名稱:超音波檢測應用於台灣傳統木構造榫卯接頭損壞評估之可行性
論文名稱(外文):Feasibility Research for Evaluating Damages by Ultrasonic Test on Taiwan Traditional Wooden Mortise and Tenon Joint
指導教授:宋明山任森珂任森珂引用關係
指導教授(外文):Mingshan SungSenke Renn
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:土木工程與防災科技研究所
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:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:95
中文關鍵詞:古蹟榫卯接頭非破壞檢測超音波檢測傳遞時間
外文關鍵詞:Listed historical buildingsMortise and tenon jointsNon-destruction testUltrasonic testTransit time
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目前國內對於古蹟修護之調查檢測工作,一向偏重於建築之人文及歷史研究,因而所提出之修護對策相當粗略,由於對古蹟木構件不能進行破壞性試驗,因此只能使用非破壞檢測法檢測內部是否有腐朽空洞,而國內利用非破壞檢測古蹟木構造的方法,常見的有 射線照射法、超音波法、敲擊法及探針法等,其各種方法都有其優缺點,而本文即是依據超音波在木材內部傳遞時間及木材力學性質之間所呈現之物理原理,針對木構件中最易損壞之榫卯部位作檢測及損壞評估。由試驗中得知,超音波的傳遞時間,以最短距離方向角度(水平180°)的判讀最為理想,雖然其它方向角度的傳遞時間會隨著預測路徑的長度增加而增加,但因木材屬於非均質材料,故不一定是以預測的直線方向傳遞,因此往後在作古蹟檢測時,可再多增加幾個測點,用最短距離方向角度檢測。而在檢測未與單向直榫接合時的卯眼,若傳遞的最短距離方向角度經過卯眼時,會繞過這個孔洞,在本身卯眼試體中傳遞,致使傳遞時間增加,因此使用超音波檢測榫卯接合時,會優先選擇無界面的試體本身傳遞,除非不得已才會經由木材與木材之界面傳遞,因此超音波在傳遞的過程中,若可經由無界面傳遞,則超音波無法以傳遞時間來判別單向直榫的損壞與否,只能判讀卯眼本身是否有空洞腐朽等瑕疵。
The testing investigation of repairs of listed historical buildings in Taiwan has always centered on architectonics of humanism and historical research; therefore, the resources for repairs of listed historical buildings are quite rough. Due to the prohibition against destruction tests on wooden structural components of listed historical buildings, we can just use non-destruction tests to examine the existence of internal cavitation corrosion. The local non-destruction tests often seen on wooden structural components of historical buildings are - lighting, ultrasonic test, hammer, probe methods, etc, and every method has its advantages and disadvantages. This study is aimed at the easily-damaging mortise and tenon parts to examine and evaluate damages according to the displayed physics of ultrasonic waves between the transit time of internal woods and lumber mechanics qualities.
From this test, the ideal transit time of ultrasonic waves is evaluated by the orientation angle (horizontal 180°) of the shortest distance. Although the transit time of the other orientation angles will increase following the added length of predicted routes, ultrasonic waves shall not exactly be delivered in predicted straight direction for the reason that woods belong to heterogeneous materials. Consequently, the tests of listed historical buildings could increase several measuring points and examine the orientation angle of the shortest distance. For examining the mortise of disjointed uni-direction straight tenon, if the transit orientation angle of the shortest distance passes through the mortise and goes around this hole, the transit time will increase in its mortise sample; hence, when using ultrasonic test to examine mortise and tenon joints, choosing the self-transit of the non-interface sample is preferable and the transit through lumber interfaces is less preferable. Accordingly, in the transit process of ultrasonic waves, if ultrasonic waves can be delivered through non-interfaces, the damages of uni-direction straight tenon could not be ascertained but the flaws such as cavitation corrosion of the mortise could be ascertained by the transit time of ultrasonic waves.
中文摘要
英文摘要
誌謝
目錄
表目錄
圖目錄
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 研究動機與目的
1.3 研究流程
第二章 相關研究
2.1 木材之超音波特性
2.2 木構材的接合方式
2.3 超音波檢測法之應用
2.3.1 超音波的產生
2.3.2 超音波的特性
2.3.3 超音波的檢測方法
2.3.4 超音波檢測的影響因素
第三章 研究計劃
3.1 試驗儀器
3.2 試驗材料
3.3 試驗試體尺寸
3.4 試驗方法
3.4.1 超音波探頭(換能器)放置位置
3.4.2 超音波檢測的方向角度
3.4.3 超音波檢測步驟
第四章 試驗結果分析與討論
4.1 單塊厚約10cm健全試材的時間與距離之關係
4.2 單塊厚約20cm與三組兩塊疊合成厚約20cm的時間與距離之關係
4.3 單塊厚約30cm與一組三塊疊合成厚約30cm的時間與距離之關係
4.4 試體一與二與三疊合(試體二鑽孔破壞後)的時間與距離之關係
4.5 健全及鑽孔破壞單向直榫接合試體的時間與距離之關係
第五章 結論與建議
5.1 結論
5.2 未來研究之建議
參考文獻
附錄一
附錄二
自傳
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3. 蔡明哲、洪崇彬、蔡旭芳,2002,“古蹟及歷史建築大木構造防災科技之探討”,文化資產九二一震災回顧與展望國際研討會,頁301-316。
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5. 閻亞寧,1992,“台灣傳統建築大木作構材製作方式與組合程序”,建築技術第三集,頁95-109。
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