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中心技術報告
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NCREE-2021-017

時間 2021-11-30
標題 醫院消防撒水系統耐震行為之研究
作者 [柴駿甫] [林凡茹] [林震宇] [曾劭鈞]
摘要 近年來隨著建築法規以及施工技術的發展逐漸成熟,眾多結構物皆已具備了抵抗地震侵擾的能力,大多的破壞趨勢也從結構物的全面破壞轉移到非結構物的局部破壞,而在非結構物設備之中,醫院消防撒水系統在震後是否能保持功能則對於救災工作尤為重要,不論是管線斷裂或是因為撒水頭碰撞而使天花板粉塵掉落,都可能嚴重影響到救護機能,甚至會對患者造成二次傷害。 故為了能有效提升醫院消防撒水管線系統之耐震能力,本研究即針對國內某醫院之消防撒水管線系統進行相關實驗與探討,而其大致上可分為振動台試驗以及數值模型兩部分。在振動台試驗中,本研究搭建了兩間相連病房的全尺度管線系統試體,其中包含了管線系統本身,以及天花板、隔間牆等邊界建材,之後以不同的方式對整體管線系統進行耐震補強,並以涵括不同震動內涵的樓板歷時作為輸入波,進行一系列的振動台試驗。從實驗結果可以發現於主管增設耐震斜撐能最有效地減少管線與隔間牆之間的碰撞情形,進而提升整體管線之耐震能力,而在支管、撒水頭安裝耐震鋼線的主要功用則在於抑制撒水頭之位移,減少天花板擴孔行為之發生,對於管線耐震性能的提升則僅有間接之幫助。 此外,本研究也利用數值分析軟體(SAP2000)建立管線系統本身以及各補強方案的數值模型並進行非線性動力分析,再將數值分析與現場試驗的結果作相互比較。而從比較結果可以發現數值模型的模擬結果能大致符合振動台試驗之趨勢,僅在峰值的部分會有微小的落差,另外不同的阻尼比設定也會使模擬有不一樣的結果。
關鍵字 消防灑水系統、耐震補強、振動台試驗、數值分析 (fire protection sprinkler system, strengthening device, shaking table test, seismic strengthening methods, numerical simulation and analysis)
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