NCREE-2019-009
時間 2019-08-20
標題 醫院消防撒水系統耐震性能補強評估方法研究
作者 蔡詠安張國鎮柴駿甫林凡茹
摘要
近年來由於性能設計理念蓬勃發展,建築結構之耐震能力獲得提升,地震造成之主要災害以及經濟損失已從結構轉為非結構系統。
醫院非結構設備中之消防撒水系統於中小型地震中,若於某處發生漏水,或天花板經撒水頭碰撞發生粉塵掉落、擴孔等災情,甚至於大震中,撒水系統支撐處失去抗震能力,可能造成醫院中斷正常醫療機能,且無法阻止淹水、火災等二次災害。因此,消防撒水系統需要以性能設計法進行耐震評估,若耐震容量不足則必須進行補強。
為了評估國內醫院建築之消防撒水系統是否具備足夠耐震能力,本研究修正葉昶辰[29]提出之消防撒水系統耐震詳細評估(方法A)以及適合工程師應用之簡化評估流程(方法C),並參考NFPA13[5]補強之建議,提出四種補強方案。以案例醫院為例,針對消防管線系統耐震性能表現建立易損性曲線,探討不同地震歷時之結果與適用性,並比較管線系統補強前與補強後之差異。研究內容簡述如下:
1.消防管線性能設計方法:本研究參考FEMA P58[1]性能設計概念,考量案例醫院結構在沒有發生倒塌,且可修復的前提下,進而探討結構物附屬之非結構系統(消防管線等設備物)易損性。
2.樓版歷時之類別:為利用AC156規範建議之需求反應譜擬合樓版歷時。
3.案例醫院消防管線系統詳細分析:利用數值軟體SAP2000建立案例醫院頂樓處之消防撒水系統,本研究之案例醫院模型共有四種,分別為原始配置、補強之三種方案配置,並模擬管線與天花板或隔間牆之間、螺紋接頭以及吊桿之非線性行為,透過增量動力分析而得樓層消防管線系統易損性(方法A),並比較各樓版歷時對各性能點之影響。
4. 案例醫院消防管線系統簡化評估:依醫院消防管線系統特性,提出適合工程師手算評估之簡化評估方法(方法C)。分別比較補強前與補強後方法A與方法C求得之消防管線耐震能力結果,提出之簡化方法相較於詳細評估法更適用於一般工程師,預期更有效率獲得保守之評估結果。
關鍵字 近域地震、消防撒水系統、補強配置、天花板、螺紋接頭、吊桿、易損性曲線、詳細分析、簡化評估
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