臺灣博碩士論文加值系統

目前台中火力發電廠已經建造五支250公尺高的煙囪，這五支煙囪之筒殼直徑與厚度共有三種不同的設計型式。本研究中作者採用第五支煙囪之設計型式作為研究對象，研究過程中首先利用SAP2000有限元素程式(第10版)建構不同的3D分析模型，配合輸入強震加速度歷時曲線或強風載重因子以探討不同型式的煙囪結構在強震或強風作用下之力學行為。
由本研究結果顯示第五支煙囪之整體結構能夠承受設計斷層為清水斷層、設計地震規模為ML=7.3之強震作用；此外，第5支煙囪之整體結構也能夠承受最大瞬間風速為48.6m/sec之強風作用；然而輔助性之拉桿可能會在強震或強風作用下因承受過大的壓力而產生挫曲破壞。

The thermal power plant of Taichung has already built five chimneys 250 meters high at present. The diameter and thickness of tube shell of these five chimneys have three kinds of different design patterns in all. The author adopts the design pattern of the 5th chimney as the research object in this research. The author of this research utilizes SAP2000 finite element program (the 10th version) at first to construct the 3D models for the chimney. In accompany with inputting acceleration history curves for strong earthquake or load factors for high wind, the mechanical behaviors for different chimney models can be studied under the action of strong earthquake or high wind.
Results from this study reveal that the whole structure of the fifth chimney can resist a strong seismic action induced from the Chingshuei Fault as a design fault and ML=7.3 as a design magnitude of earthquake. Besides the about-mentioned functions, the whole structure of the fifth chimney can resist the action of a high wind with a peak velocity of equal to 48.6m/sec. However, the auxiliary tensile rods may be buckled when they are overstressed under a strong earthquake or a high wind.

第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究流程 3
1.4 論文架構 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 有關火力電廠超高煙囪之文獻 5
2.2 SAP2000結構設計分析程式 10
2.3 IBC之耐震設計規範 11
2.3.1 IBC第1615節地震載重之輸入步驟 11
2.3.2 IBC第1615節設計加速度反應譜之輸入步驟 11
2.3.3 IBC 結構耐震分析方法 11
2.4 國內之耐震設計規範 14
2.4.1 靜力分析 14
2.4.2 動力分析方法 26
2.4.3 非建築結構物之耐震規定 31
2.5 ASCE 7耐風設計 33
2.5.1 簡化法 33
2.5.2 分析法 34
2.5.3 風洞試驗法 35
2.6 國內之耐風設計規範 36
2.6.1 我國風力規範之演進 36
2.6.2 設計風力之計算 36
2.6.3 風速之垂直分布 37
2.6.4 基本設計風速 38
2.6.5 用途係數 43
2.6.6 風速壓 45
2.6.7 陣風反應因子 46
2.6.8 風壓係數與風力係數 46
2.6.9 內風壓係數 46
2.6.10 建築物設計風力之組合 46
2.7 地盤反力係數 57
2.7.1 樁帽與土壤之地盤反力係數計算 60
2.7.2 基樁與土壤之水平地盤反力係數計算 61
2.7.3 基樁底與土壤之垂直地盤反力係數計算 62
2.8 模態分析 64
2.8.1 週期和頻率 64
2.8.2 參與係數 64
2.8.3 載重質量參與率 64
第三章 研究內容與研究方法 69
3.1 煙囪規格 69
3.2 250公尺高之煙囪模型之建立 72
3.2.1 筒殼之分析模型 72
3.2.2 煙道之分析模型 76
3.2.3 樁帽及基樁之分析模型 78
3.2.4 鋼構平台及拉桿之分析模型 79
3.2.5 材料性質 84
3.2.6 邊界條件 85
3.3 載重條件 93
3.3.1 地震力載重 93
3.3.2 風力載重 99
3.3.3 SAP2000 風力載重輸入說明 104
3.3.4 載重組合 106
3.4 分析方式 106
3.4.1 模態分析 107
3.4.2 煙囪結構之分析 108
第四章 結果之比較與討論 109
4.1 模態分析之結果 109
4.2 各模態對應之週期及頻率 123
4.3 筒殼位移之分析結果 128
4.4 拉桿軸力之分析結果 141
4.5 筒殼應力之分析結果 148
4.6 鋼構平台及基樁之分析結果 160
第五章 結論與建議 169
5.1 結論 169
5.2 建議 170
參考文獻 171
附錄A 載重質量參與率分析表 173

1. 許金和，「台中發電廠簡報」，2006。
2. 陳春豐、李天財、黃嘉東、陳振華、廖文義，「台中火力發電廠第五至八號機煙囪結構安全評估與改善工作」，台電工程月刊， PP.1-14，2003。
3. 林峰生，開口煙囪之應力分析，國立交通大學土木工程學系研究所碩士論文，1996。
4. 陳春豐、余俊旺、黃嘉東、陳振華、廖文義，「台中發電廠中一機至中四機煙囪地震損壞評估與修護工作」，台電工程月刊，PP.32-50，2002。
5. 謝明育，煙囪受風之動力行為研究-實場量測與風洞試驗，中原大學土木工程學系碩士論文，2003。
6. 黃達義，火力電廠雙併式鋼管煙囪結構振動之研究，國立中興大學機械工程研究所碩士論文，2005。
7. International Code Council, Inc., International Building Code, Published By International Code Council, Inc., Club Hills,IL, 2004.
8. 內政部營建署，建築物耐震設計規範及解說，營建雜誌社，2005。
9. American Society of Civil Engineers, ASCE STANDARD-Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures, Published by American Society of Civil Engineers, Reston, Virginia, 2002.
10. 內政部建築技術審議委員會，建築物耐風設計規範與解說，2006。
11. 張弘佳，基礎土壤條件對不等跨距大跨度橋樑施工中結構行為之影響，逢甲大學土木工程學系碩士論文，2006。
12. 內政部營建署，建築物基礎構造設計規範，營建雜誌社，2001。
13. Computer and Structure,Inc , SAP2000分析參考手冊, California, 北京金土木軟件技術公司譯,2004.
14. 吉星工程顧問公司，「台中發電廠第九、十號機煙囪工程設計圖」，2001。
15. 揚維和，台中電廠煤場西側區域地質鑽探工程報告書，萬大土壤技術顧問公司，1998。
16. 國立中央大學應用地質研究所，「台灣地區地震災害統計表（1900∼）」，網站：http://gis.geo.ncu.edu.tw/gis/eq/eqhazard.htm。
17. 中央地質調查所，網址：http://210.69.81.69/geo/frame/gsb88.cfm
18. 中央氣象局梧棲站，風速資料，2000年1月至2006年11月。
19. ACI Committee 307, Design and Construction of Reinforced Concrete Chimneys, edit by Bird, David J., PP.9, 1998.
20. 內政部營建署，冷軋型鋼構造建築物結構設計規範及解說，營建雜誌社，第七章， 2004。