博碩士論文 93332005 詳細資訊




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姓名 黃志榮(Chin-Jung Huang)  查詢紙本館藏   畢業系所 土木工程學系在職專班
論文名稱 全套管基樁基礎初選模式之最佳化研究
(All-casing Pile Foundation Model of Primary Optimization Study)
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摘要(中) 台灣土地資源有限,為因應產業擴充,生活品質提昇,使得公共工程必須不斷投資與推動,尤其在都市地區地價昂貴,導致建築紛紛往高空發展,因此為增加結構之穩定性,基樁基礎的使用也越來越多。傳統上全套管基樁基礎一般均採用試誤法的程序來設計,雖能符合規範要求及安全考量,但工程造價並非最低,且計算時間費時效率不佳,尤其在樁數需求甚多及目前砂石價格高漲,就會對工程成本有相當大的影響。本研究為改善此問題,在安全及經濟原則下,發展一快速簡便之最佳化初選模式,以幫助設計人員作決策之參考。
本研究利用非線性數學規劃理論,運用LINGO軟體,由已知參數及限制條件,求得基樁的樁徑、樁長、樁距、樁數等符合低成本之最佳解。在求解過程中,當地質、載重、或單價成本改變時,可隨時依最新條件調整參數,重新規劃設計模式。另由敏感度分析中,更可了解參數變化對工程造價之影響程度,進而檢討基樁規格及設計尺寸之選用,以達到節省成本的目的。本研究以案例測試後,並比較本研究模式與傳統方法之績效差異,結果顯示良好。本研究內容可靈活運用於基樁設計,顯具效率且實用性。
摘要(英) Taiwan land resources are limited. With a view to expanding industry and the promotion of life quality, we have to invest in public projects earnestly and boost them. The land prices in urban areas are especially high, which leads to the construction of skyscrapers. Therefore, to increase the stability of the structures, pile foundation is of more use. Traditionally, all-casing pile foundation is designed by the procedure of trial and error. Though it can answer to the satisfaction of requirements and safety consideration, its building cost is not the lowest, nor is its effectiveness. At the present time, because the grit’s price runs high, and the sizable demands, it will have tremendous effect on the project cost. The purpose of this study is to solve this problem and to develop a fast, simple and convenient model of primary optimization in order to offer a reference to designers making decisions.
This study utilizes non-linear mathematics to plan the theory, using LINGO software and finding out the diameter pile, length of pile, distance between piles and the number of piles through the known parameter and confided conditions, for the best solution to low costs. During the course of resolution, geology, load or the unit price changes, we can adjust the parameter to the latest condition at anytime and re-plan the model. With sensitivity analysis, we can understand the influence on the engineering project cost by the parameter change. Then, further the specification of the designs and sizes of the piles for the purpose of saving costs. After this study is tested with the case, comparing the performance differences between this study model and traditional method, the result shows well. The contents of this study can be applied to each pile designing flexibly, so will they show effectiveness and practicality.
關鍵字(中) ★ 全套管基樁
★ 最佳化
★ 敏感度分析
關鍵字(英) ★ sensitivity analysis
★ optimization
★ all-casing pile
論文目次 中文摘要……………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要……………………………………………………………………Ⅱ
誌謝…………………………………………………………………………Ⅲ
目錄…………………………………………………………………………Ⅳ
圖目錄………………………………………………………………………Ⅶ
表目錄………………………………………………………………………Ⅷ
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的與範圍 2
1.2.1 研究目的 2
1.2.2 研究範圍 2
1.3 研究方法與流程 3
1.3.1 研究方法 3
1.3.2 研究流程 3
1.4 研究內容 5
第二章 現況設計要點說明與文獻回顧 6
2.1 現況設計說明 6
2.1.1 基樁種類說明及常用類型 6
2.1.2 基樁設計要點 9
2.2 相關文獻 21
2.3 小結 22
第三章 模式構建及求解方法 24
3.1 問題描述及特性 24
3.2 模式建立 26
3.2.1 假設條件 26
3.2.2 模式變數及參數定義 29
3.2.3 數學模式 32
3.3 模式檢討與應用 37
3.4 求解方法與步驟 38
3.5 小結 38
第四章 範例測試及敏感度分析 40
4.1 範例之資料分析 40
4.1.1 範例描述及模式輸入資料 40
4.1.2 問題規模 41
4.1.3電腦演練環境 41
4.2 測試結果 41
4.2.1 模式輸出結果檢討 42
4.2.2傳統方法分析 43
4.2.3 模式效益 44
4.3 敏感度分析 45
4.3.1 基礎X向長度A變化敏感度分析 45
4.3.2 樁身土壤不排水抗剪強度Cu變化敏感度分析 47
4.3.3 基樁混凝土單價變化敏感度分析 49
4.3.4 基樁樁數Nx*Ny限制變化之敏感度分析 51
4.3.5 基礎承受垂直力P變化之敏感度分析 53
4.4 小結 55
第五章 結論與建議 56
5.1 結論 56
5.2 建議 57
參考文獻 59
附錄一. 程式碼 62
附錄二. 輸出結果 64
附錄三. 全套管基樁施工作業流程 65
附錄四. 施工機具 70
附錄五. 施工照片 72
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指導教授 顏上堯(Shang-Yao Yan) 審核日期 2006-7-17
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