臺灣博碩士論文加值系統

近年來全球受暖化氣候之影響，造成極端洪水事件，使得人民傷亡與經濟損失不斷擴大，基於水災之嚴重性，排水及防洪等水利工程更為重要，而這些水利工程設施之控制樞紐為閘門設備，閘門的結構及配置方式該如何選擇，以使閘門有較佳之設計成效，即成為一項值得研析之課題。
本研究探討2m*2m不銹鋼SUS 304L水工閘門於承受3m水頭，在四種不同橫梁配置方式下，利用傳統計算方法與PLAXIS 3D Foundation有限元素程式探討相關力學行為，並加以討論，經由研究結果得知，(1)橫梁配置由上而下，頂部下方0.35m，接著間距為0.8m、0.6m三個位置之布置方式，為最合適之橫梁配置。(2) 橫梁之配置由上而下，頂部下方0.4m，接著間距為0.7m、0.6m，此配置底部版面自由端較大，且撓度比超出要求較多，不適合做為配置方式之選擇。(3) 橫梁配置由上而下，頂部下方0.35m，接著間距為0.75m、0.7m，由於中橫樑承受水壓面積較大，其撓度比與彎曲應力均較底橫樑為大，且撓度比也超出要求，因此也不適宜。

In recent years, global warming induced climate change has caused extreme flood events and associated human casualties and economy losses exhibit in a rapid upward trend. Considering the seriousness of flood, the hydro-projects such as drainage and flood control have become essential. The controlled units for those hydraulic facilities are the hydraulic gate. The decision of layout and structure of hydraulic gate to attain the better design is a worthwhile topic for study.
In this study, the 2m*2m stainless steel SUS 304L hydraulic gate to withstand 3m water head is used with four types of transverse beam layout for researching the relevant mechanical behavior through the traditional calculation method and PLAXIS 3d Foundation program. From the analyzed results, it is indicated that (1). The layout of transverse beam from the top is 0.35m, and spacing with 0.8m, 0.6m to bottom, is the best design. (2). The layout of transverse beam from the top is 0.4m, and spacing with 0.7m, 0.6m to bottom, is not suitable for design because of the free large area in the bottom plate and induced the great deflection ratio over the requirement. (3). The layout of transverse beam from the top is 0.35m, and spacing with 0.75m, 0.7m to bottom, is not proper for design because of the large area under water pressure in the middle transverse beam and induced the deflection ratio and bending stress over the bottom transverse beam. The deflection ratio cannot meet the design requirement either.

摘要------------------------------------------i
ABSTRACT-------------------------------------ii
目錄-----------------------------------------iii
表目錄-----------------------------------------v
圖目錄---------------------------------------vii
照片目錄--------------------------------------ix
符號說明---------------------------------------x
第一章 緒論-----------------------------------1
1.1 前言---------------------------------------1
1.2 研究動機與目的------------------------------2
1.3 研究方法-----------------------------------2
1.4 研究內容-----------------------------------4
第二章 文獻回顧-------------------------------5
2.1 閘門種類-----------------------------------6
2.2 閘門結構----------------------------------20
2.3 水工閘門材料------------------------------22
2.4 台灣水工閘門之近期演變---------------------26
第三章 閘門結構之計算方法---------------------29
3.1閘門結構分析模式----------------------------29
3.2 PLAXIS 3D Foundation有限元素分析程式-------31
3.3閘門結構分析模式之探討-----------------------34
第四章 研究範例分析---------------------------37
4.1 研究範例傳統計算法分析----------------------39
4.1.1 研究範例一 ------------------------------39
4.1.2研究範例二--------------------------------39
4.1.3研究範例三--------------------------------40
4.1.4研究範例四--------------------------------41
4.1.5研究範例傳統計算方法總結-------------------42
4.2 PLAXIS 3D Foundation有限元素程式分析-------43
4.2.1研究範例一--------------------------------44
4.2.2 研究範例二-------------------------------50
4.2.3 研究範例三-------------------------------51
4.2.4 研究範例四-------------------------------52
4.2.5 有限元素方法分析結果總結------------------53
4.3 綜合研究結果評估----------------------------54
第五章 結論與建議----------------------------56
5.1 結論-------------------------------------56
5.2 建議事項----------------------------------57
參考文獻 -------------------------------------58

1.周春禧、羅守枝，「高壓滑動閘門門體結構之有限元素分析」，台灣水利季刊，第45卷，第4期，第73~81頁，(1997)。
2.第十河川局，「淡水河閘門資訊」，經濟部水利署，(2016)。
3.國家災害防救科技中心，「IPCC特別報告：促進氣候變遷調適之風險管理-針對極端事件及災害-給決策者摘要」，20頁，(2013)。
4.唐霸工程顧問有限公司，「閘門機電工程設計步驟及要點」，臺中，(1991)。
5.陳奕安，「基因演算法於FRP水門結構之最佳化設計」，碩士論文，國立臺灣海洋大學輪機工程研究所，(2006)。
6.陳國和，「閘門應用於建築擋水之研究」，碩士論文，國立臺灣海洋大學河海工程研究所，(2002)。
7.黃武雄，「台北市抽水站閘門組之結構安全分析研究」，碩士論文，國立台北科技大學機電整合工程研究所，(2004)。
8.黃識錩，「混凝土材料應用於自動水門扇工程性質之研究」，碩士論文，國立嘉義大學土木與水資源工程學系研究所，(2013)。
9.羅守枝，「水庫高壓滑動閘門結構及流場分析」，碩士論文，屏東科技大學，(2000)。
10.Brian, E. P., “General Corrosion Resistance Comparisons of Medium and High-Strength Aluminum Alloys for DOD Systems Using Laboratory-Based Accelerated Corrosion Methods”, Army Research Laboratory Aberdeen Proving Ground, MD 21005-5066, (2009).
11.Bureau of Reclamation, “Design Standards No. 7: Valves, Gates, and Steel Conduits”, United States Department of the Interior, Denver, USA, (1956).
12.Dalton, J. C. “Design of Hydraulic Steel Structures” Department of The U.S. Army Corps of Engineers, (2014).
13.Electric Power Civil Engineering Association, “Sluice Gate and Iron Pipe”, Technology Reference (Fifth Edition). Japan, (2015).
14.Plaxis bv, “PLAXIS 3D User Manual, Version 2”, P. O. Box 572, 2600 AN DELFT, Netherlands, (2007).
15.Ren, Y. S., “Study on Estimation of Remaining Life of Members of Existing Hydraulic Steel Gate ” , Engineering Journal of Wuhan University, Vol. 38, No. 6, pp. 62-65, (2005).