| 關於夏威夷所稱的阻尼器是埋設在何處? |
| 發表者：you 發表數：-17 IP：61.57.238.* | 2004-07-02 09:52:25 |
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之前參觀夏威夷時,銷售小姐聲稱本案有加裝阻尼噐之設備,但 |
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| 回覆者：Manstein 發表數：-17 IP：61.228.175.* | 2004-07-02 16:24:15 |
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抱歉, 平面圖效果不佳, 重畫一次...... 正所謂隔行如隔山, 小弟對於工程是十足的門外漢, 故在此想請教一下專業人士...... "夏威夷"基本上只有一棟建築, 基地形狀類似大寫 E 字形, 可細分為一座長棟及五座短橫棟, 其中第一第二橫棟, 與第三第四橫棟間距很窄, 似乎只有相當於防火巷的寬度. 至於"阻尼器"的數量, 依其平面圖, 每一層樓只有三具, 而且似乎都是橫擺, 而非斜撐式. 下面的平面示意圖中, M 代表房子, D 代表阻尼器. MM__MM________MM__MM________MM MM__MM________MM__MM________MM MM__MM________MM D MM________MM MM__MM________MM__MM________MM MM D MM________MMDMM________MM MM__MM________MM__MM________MM MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM 請教各位先進, 如此的設計真能達到足夠的減震效果嗎? 亦或, 噱頭的成份大些? |
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| 回覆者：Manstein 發表數：-17 IP：61.228.175.* | 2004-07-02 16:20:23 |
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正所謂隔行如隔山, 小弟對於工程是十足的門外漢, 故在此想請教一下專業人士...... "夏威夷"基本上只有一棟建築, 基地形狀類似大寫 E 字形, 可細分為一座長棟及五座短橫棟, 其中第一第二橫棟, 與第三第四橫棟間距很窄, 似乎只有相當於防火巷的寬度. 至於"阻尼器"的數量, 依其平面圖, 每一層樓只有三具, 而且似乎都是橫擺, 而非斜撐式. 下面的平面示意圖中, M 代表房子, D 代表阻尼器. MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM MMDMM MM MM MM MM MM MM MMDMM MMDMM MM MM MM MM MM MM MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM 請教各位先進, 如此的設計真能達到足夠的減震效果嗎? 亦或, 噱頭的成份大些? |
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| 回覆者：Manstein 發表數：-17 IP：61.228.175.* | 2004-07-02 15:50:44 |
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轉貼一篇科普文章, 與各位分享. 玉樹臨風穩如山 93/02/03 作者： 李潁 《科學發展》特約文字編輯 「臺北101」金融大樓採用為抗風裝置的調和質塊阻尼器 （tuned-mass-damper, TMD）。 浩瀚的宇宙中，能量無所不在。地球板塊的推擠與地下能量 的釋放，使渺小的生靈剎那間灰飛煙滅，流離失所。在一次 次大自然的「震撼教育」中，我們經歷了「九二一」的創 傷，領悟到為了保障生命的安全，除了要強化結構物本身的 架構韌性外，還可以加裝「隔震」與「消能」的輔助器具， 提升建築物的耐震性，在災難發生時維持結構的強韌，或是 延遲建築物坍塌的時間，將損失降到最低。 除了地震的破壞力，強風也使高聳雲霄的超高大樓產生搖 晃，身處其間，可能會讓人「暈船」。當然地震時，柱狀外 形更容易產生鐘擺效應，一旦位移超過了臨界點，就會使結 構受損。為了使「玉樹臨風穩如山」，增加安全性與舒適 性，「結構控制系統」已逐漸形成高樓建築不可或缺的配 備，透過多樣的阻尼器（damper）達到「消能」與「隔震」 的目的。常見的消能裝置透過變形能或熱能，來轉移或消減 地震的能量，藉以減少對結構本身的傷害。就功能上可區分 為主動、被動、半主動三種型態。 讓堅硬的建築物產生塑性 簡單地說，「結構控制系統」就是建築物的避震器，原理就 如同汽車的避震器一樣，吸收能量減少震動，增加舒適性與 安全性。「阻尼器」就是使堅硬的建築物產生塑性的工具， 吸收能量並且減少與地震力正面的接觸與衝擊。我們可以把 它安裝在樓層間，達到「消能」的目的，也可以安裝在基 底，發揮「隔震」的效果。 這種概念源於地震頻繁的日本，最早是用石頭做基座，將房 子「放置」在上面，一旦發生地震，利用基座與房子的隔離 與相對位移，可以有效遞減地震的能量，使損害減至最低。 地震瞬間的加速度力量，是破壞建築物最大的推手。為了吸 收並削減它的能量，土木工程師們運用降伏鋼、黏彈性材 料、黏性流體、孔徑流及滑動摩擦來達成目標。 現在我們可以主動地掌控情勢，運用電腦系統，測量及推算 地震力以及風力對結構產生的影響，配置適當的「阻尼器」 去消減能量。當這些外力來臨時，我們運用電力或是燃油去 驅動這些裝置，發揮預期的功能。 經由電腦設定的「控制演算法」測量，一般小型結構，大約 需要 10 千瓦的電力來驅動，而大型的結構，動輒需要數百萬 瓦，要在地震發生的瞬間，供應那麼龐大的驅動力，真是驚 人。當然為了要保持「驅動力」零故障，平日的維護保養絕 不能有疏失，開銷自然龐大，裝置費用也十分昂貴。更讓人 憂心的是，當地震瞬間能量超過原始設定數據時，這個主動 控制裝置很可能會失效呢！ 大樓裡抗風消能的鐘擺 高雄市地標東帝士大樓就是採用「主動質塊阻尼器」 （active-mass-damper，AMD）來抗風，它像鐘擺般的質量塊 裝置在第 85 層。因為是運用電力驅動，可以用 80 噸的重 量，發揮八百噸的功能，所以在外型上比「臺北 101」金融 大樓的鐘擺（質量塊）小了許多，節省許多寶貴的空間。 再看看總高度達 508 公尺的「臺北101」金融大樓，在第 87 ∼9 2樓間，吊掛一顆 680 噸的大鋼球（質量塊），這個大鐘 擺就是超高大樓抗風的主角。不同於高雄東帝士大樓的抗風 裝置，它不用電力驅動，而是直接計算樓板重量來設計的， 所以在外型上要壯碩許多，但是原理是一致的。它是運用物 理慣性，當大樓搖晃時，這個懸吊的大鋼球當然也會擺動， 當大樓向右擺動時，大鋼球會向左擺動，因為移動的方向正 好相反，可以達到平衡的作用，減少結構的位移。 這個抗風裝置稱為調和質塊阻尼器（tuned-mass-damper， TMD），其中類似鐘擺的質量塊直徑5.5公尺，是由很多塊鋼 板，經由精密計算，準確施工，像橫切西瓜般，一片片焊接 成的實心鋼球。在施工時，先在四周鋼梁上架上一個碗狀承 托架以及座托、斜撐，等到完成焊組後，鋼球直接以四組纜 索懸空固定在第 92 層，下垂高度達 22 公尺，球體位於第 87 樓夾層。在鋼球下方裝置有斜撐及水平各八支油壓型阻尼 器，用來控制鋼球擺動的幅度，避免它搖晃幅度太大，反而 對結構造成傷害。未來這個大鋼球計畫漆成金色，在規劃為 餐廳的第 87 樓用餐時，可以欣賞到它的「律動」喔！ 如果要省錢，又要效果好，那麼可以選擇被動型結構控制系 統。這種阻尼器通常都不需要維護，成本也較低廉，在興建 過程中裝置在樓層間，可以一勞永逸。因為運用材質的日新 月異，發展出多樣的面貌。目前比較常見的是黏彈性阻尼器 （viscous-elastic-damper，VED）。 一九六九年，黏彈性阻尼器第一次使用於美國紐約市世界貿 易中心，運用它來降低風力造成的側向位移，減低建築物的 擺動。由 10 樓至 110 樓，每一層裝置有一百個阻尼器，位置 在支撐樓板的桁架樑下，整棟建築物共置放一萬個阻尼器。 「黏」住地震能量確保安全 傳統上，黏彈性阻尼器大多以斜撐形式裝置在結構系統內， 也就是建築物的梁柱間。它是一種局部性、離散性的消能裝 置，藉由其中黏彈性的材質吸收地震能量轉化為熱能，減少 對建築物結構的損害，而外層的「鋼材」也可以發揮韌性以 及變型能來共同增加結構系統的勁度與強度。在造型上，經 常以三角型、Ｘ型、圓柱型等模式呈現。 一九九四年，臺北捷運系統劍潭車站由於採用倒吊式建築工 法，在懸吊式屋頂下裝置了八個黏彈性阻尼器，藉以守護車 站在地震、強風暨行車晃動下，結構的安全與舒適。它的形 狀是由數個較薄的黏彈性層附著在突出的鰭狀鋁金屬板上， 藉由黏彈性材料所產生的熱能，來消散在風力作用下結構產 生的動能。 卡車司機舒適的油壓座椅引發了科學家研發的興趣。嘗試運 用油壓來改變阻尼器的強韌度，達到我們的需求。這種阻尼 器通常也是以斜撐的方式裝置在建築物梁柱間，稱為斜撐式 油壓型阻尼器。因為體積比較龐大，通常只有辦公大樓會選 用。內湖科技園區台新銀行大樓，在橫向及縱向面均可以看 到它的身影。看起來就像放大的汽車避震器，因為裸露在外 面，萬一發生問題，隨時可以檢修。下回經過時，可別以為 那像「八字型」的兩根粗大鋼管是裝置藝術喔！ 還有一種運用類似原理叫做「挫屈束制斜撐」阻尼器，臺北 縣府大樓、板橋新站都是運用這種阻尼器來做為消能避震的 工具。 一牆能兩用，制震靠得住 寸土寸金的住宅要裝置「結構控制系統」，當然要選擇外型 美觀、節省空間、效果長遠的裝置，制震壁就符合上述的要 件。 位於臺北東區鋼骨結構的高級住宅大廈就裝置了制震壁，並 且成為銷售的賣點。制震壁裝置在上下樓層橫梁間，它是一 種槽化的阻尼器，由一片內部鋼板及兩片外部鋼板所構成的 Ｕ形結構，在內外鋼板間注入有若瀝青狀高黏性高分子的特 殊物質。地震發生時，利用黏性物質的遲滯力與熱能轉換來 消減地震能量，減緩建築物結構上的晃動，發揮制震效果， 讓損失降至最低。 大直明水路一棟興建中的高級住宅，雖然是採用搖晃度比鋼 骨小的 RC 結構，也在挑高的一樓短向面牆各加裝一片制震 壁，藉以消減地震位移，增加結構安全係數。經過高級石材 包覆後的「制震壁」，在外觀上完全不影響建築物整體的美 觀。 隔靴搔癢，地震威力銳減 接下來我們把視線放到建築物的基底去，在那裡也有一些獨 特的裝置，讓地震的力量有如隔靴搔癢，無法百分百施展威 力。隔震型的「結構控制系統」大多裝設在建築物的基底， 也就是上部結構與基礎間。運用橡膠、黏彈性材質，增加系 統的自然振動周期，達到阻隔地震能量的效果。在地震的瞬 間作用力下，減少上部結構的加速度，增加結構柔性位移 量，再搭配阻尼器控制位移度。在型態上，可以採用摩擦型 或是結合兩種隔震裝置的複合型，當然最好的是裝置磁流變 消能器之類的智慧型裝置。 所謂磁流變消能器，是運用一種高科技的組合液體，由極微 小的磁性懸浮物散布在礦物油或矽樹脂中所組成，只要運用 微小的電力施加適當的磁場後，這些懸浮物就會串聯起來， 由原來可以自由流動的液體，一變而為半固態的形式，配合 電腦晶片的判讀，能夠在磁力作用下進行物理性質的改變， 進而提升消能隔震的效果。 慈濟醫院新店分院擁有嚴密的隔震系統，主要運用鉛心橡膠 支承墊同時搭配多項基底隔震設施，達到安全防護的目的。 這種隔震系統也適用於古蹟、矮胖造型的體育館。如果房屋 整棟遷移，也適用加裝。 另外一種隔震系統就像把房子放在一個碗上，房子可以在碗 中前後左右柔性緩慢的滑動，但是不會破壞結構，摩擦單擺 系統就是應用這種理論去達到隔震的目的，當然還要同時搭 配適量的阻尼器來控制建築物滑動的範圍。它的缺點在於需 要較大的空間來迴轉，通常較適用於局部隔震。例如臺北縣 政府的資訊室，高科技的晶圓廠，藉此裝置確保電腦運作不 會因為強震而中斷，珍貴的資料不會流失。故宮的國寶展示 櫃也作了高標準的局部隔震裝置，以確保珍貴的先人遺產受 到完善的保護。 以小搏大，半主動型奏功 我們了解主動型與被動型阻尼器都各有優缺點，截取兩者長 處就是「半主動型控制系統」。它運用極微小的動力，去驅 動「結構控制系統」中的樞紐，改變阻尼係數，而不是直接 用動力去驅動整個「結構控制系統」，一般只需要數十瓦電 力即可，所以通常一個汽車電池就可以搞定。 目前研發的有四種型式。摩擦型：運用電力控制樞紐的鬆 緊。油壓型：運用電力控制孔洞的開或閉。油壓第二型，二 段式控制蓄壓閥的開合。磁力型：以電磁感應的方式，可以 隨心所欲地掌控「結構控制系統」中流體的軟硬度，在最短 的時間內，達到預期的目標，效果最好，當然在費用上稍稍 要高一些。 另外一種是結合主動與被動的混合控制。在結構物上分別安 裝適當的黏彈性阻尼器與主動控制裝置。由於有阻尼器的協 助，使主動控制器所需求的輸出能量可較單一裝設主動控制 時要小。萬一地震威力太大，使主動控制失效時，仍有阻尼 器作為第二道防線，確保結構物在地震力作用下的安全性。 神經網絡，掌控地震威力 智慧型控制系統已是未來的發展趨勢，科學家運用光纖量測 器具有多點量測的優點，並且可以配合結構混合控制與類神 經網路的訊號分析能力，發展出一個完美的結構控制系統。 光纖感測器具有高靈敏性、高耐蝕性、可撓性、細徑質輕、 不受周圍環境雜訊干擾的特性，易於設計成分布式監測網 路，利用網路直接傳輸量測資訊，並建立反應回饋系統，可 以長期監測結構的安全性，也可以即時診斷警示。 產品規格化，守護你我他 由於臺灣位處地震帶，九二一大地震雖然已經過了四年，但 是大自然摧枯拉朽的震撼，仍然深深震攝著人心，而它對整 體社會的影響，至今仍未消散。我們不能改變地理位置，卻 可以運用智慧來建構人身的安全。 目前臺灣並未將裝置「結構控制系統」規範於建築法規中， 只有少數高價位建築物採用。如果未來可以將「結構控制系 統」規格化，降低生產成本，穩定品質，相信將更具有商業 競爭力，一旦普及化後，對你我生命的安全將更有保障。 資料來源： 《科學發展》2004年2月，374期，50∼55頁 |
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| 回覆者：Manstein 發表數：-17 IP：61.228.175.* | 2004-07-02 15:35:02 |
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依照 sales 所提供的平面圖, "夏威夷"的阻尼器, 是裝置在B棟/J1, L1/H1, 及 L2/H2 各棟之間, 如 YY 所述, 似乎是一種類似彈簧功能的減震裝置, 當大樓因地震或強風而搖晃時, 可以發揮作用. 有些大樓裝的是所謂"壁式阻尼器", 是裝在大樓結構體的 垂直面上; "夏威夷"接待中心所放映的影片, 屬於此類; 但似乎與"夏威夷"本身裝在各棟之間的設計, 又有不同. 另外, 101 大樓所裝置的, 是所謂的"質塊阻尼器", 基本上是一大塊放置在大樓中心的球體, 它的作用, 比較類似鐘擺的原理, 利用電腦運算操作, 使之往大樓搖晃的相反方向 移動適當的距離; 反覆數次後, 即可儘快將大樓 因地震或強風所造成的搖晃, 給緩和下來. 此種設計, 首見於紐約曼哈頓的花旗銀行大樓. 還有一種設計, 是把"質塊"埋在大樓基座, 以達到"隔震"的效果. 小弟學的是醫學, 不是工程, 以上所言, 不過是皮毛而已, 還請各位先進指正. |
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| 回覆者：yy 發表數：-17 IP：61.229.131.* | 2004-07-02 10:30:22 |
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阻尼器是一種「速度型」的制震器，本來是NASA防止太空梭 震動所設計出來的。引用到建築物上，成為防震的功能。目 前好像台北的領袖101也是用這個。如果我沒記錯的話，在內 湖的舊宗路上的台新銀行整棟阻尼器都外露，可以直接從外 觀看到。還有，在國家地震中心也有放這個東東，可以去看 看喔。 |
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