Oct.22, 2008 國立台灣海洋大學河海工程學系 陳正宗 終身特聘教授...
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Oct.22, 2008國立台灣海洋大學河海工程學系
陳正宗 終身特聘教授(HRE2008-jtchen.ppt)
海洋大學河 海 工 程 概 論
結 構 工 程
Outlines
結構組師資介紹 結 構 工 程 材 料 性 質 破壞模式 分析方法 理論 實驗 計算 海大河工同學 臥虎藏龍
陳正宗 終身特聘教授 邊界元素法 有限元素法 振動噪音黃 然 教授 (大同借調 )結構工程 實驗力學 葉為忠 教授 應用力學 材料工程 郭世榮 教授 結構力學張景鐘 教授 地震工程 風力工程 結構設計張建智 教授 (兼系主任 )混凝土材料 腐蝕防治呂秋水 副教授 結構力學 曹登皓 副教授 結構動力 漫散振動 海洋結構工程
陳正宗河工一館 405 室 河工二館 306 室 (MSV L
ab)
工程數學、複變函數、結構學、偏微分方程、高等材料力學
結構力學專題討論、噪音與振動、邊界元素法、計算機在工程應用
科技論文寫作、電腦輔助分析、塑性力學、黏彈性力學
台大土木學士、台大應力所碩士、台大土木博士
國科會傑出研究獎 國科會傑第一屆吳大猷獎 國科會 A 級主持人 台大土木傑出校友 海大終身特聘教授
陳正宗河工一館 405 室 河工二館 305 室 (MSV L
ab)
曉園出版社助理編輯中山科學研究院助理研究員國立臺灣海洋大學河海工程系副教授國立臺灣海洋大學河海工程系教授
規劃、設計、分析、建造、維修工程結構並研究發展相關之學術與技術
用途海工結構房屋結構橋梁結構交通工程結構土工結構水工結構衛工結構飛機結構船舶結構機器結構
力學材料力學結構學結構動力學振動學板殼力學破裂力學損傷力學彈性力學塑性力學黏彈性力學
材料鋼結構RC 結構SRC 結構PC 結構加強磚造結構磚造結構木結構土土角結構石造結構補強材料
結 構 工 程
RC
SRC
S
PC
鋼筋混凝土結構（ Reinforced Concrete Structures ） 混凝土、鋼筋
鋼骨鋼筋混凝土結構（ Steel Reinforced Concrete Structures ） 混凝土、鋼、鋼筋
鋼結構（ Steel Structures ） 鋼
預力混凝土結構（ Prestressed Concrete Structures ） 混凝土、預力鋼腱、鋼筋
為了特定功能，材料按一定的型式組構而成，能夠承力的體系。
工 程 結 構
結構型式
堆積型桁架型梁型構架型拱型吊索型板殼型充氣型
按外型及承力的方式
金字塔（堆積型）
台灣大學體育館屋頂（桁架型）
中 正 國 際 機 場 二 期 航 站 大 廈（空間桁架型的屋頂結構）
空間桁架 Space frame
景美漢神百貨
鯉 魚 潭 橋（梁型、拱型）
梁
拱柱
馬 槽 橋（梁型、拱型）
（梁型、拱型）
（拱型）
重 陽 大 橋
梁
索
構架
重 陽 大 橋（吊索型、梁型）
梁
構架 索
捷運劍潭站
橋
拱橋
吊橋
斜張橋
省立桃園醫院（構架型）
梁
柱
花 蓮 師 範 學 院 體 育 館
花蓮縣議會議事廳屋頂
膜 構 造
•氣充式•懸吊式•骨架式•可開啟式
翡 翠 水 庫
雙向彎曲 變厚度混凝土拱壩
TBM
台 中 港
北二高基汐段支撐先進工法
平 衡
內力 ＝ 外力
內力
力
力矩
軸力
剪力
彎矩
扭矩
張力
壓力
索、弦
張力
重力
張力
重力
膜、蓬
充氣氣壓力
彎矩剪力
分佈力
集中力
梁
剪力 彎矩 扭矩（軸力）
分佈力
集中力
板、殼
軸力
桁架
集中力
分佈力
集中力
構架
彎矩剪力軸力扭矩
結構 構件 材料
張力
軸力
彎矩、扭矩
一維構件 索、弦 桿 桁架
梁、柱 構架
二維構件 膜、蓬 板、殼
構 件
結 構
桁架 ＝ 桿 ＋ 桿 ＋ …
構架 ＝ 梁 ＋ 梁 ＋ … ＋ 柱 ＋ 柱…
桁架 構架
軸力剪力扭矩彎矩
接頭
ˇ
鉸接
ˇˇˇˇ
剛接
橋
梁
未知函數 M(x)= 彎矩 M 是位置 x 的函數已知函數 f (x)= 載重 f 是位置 x 的函數
微分方程式 d2Md x2 = f (x)
Moment diagram
Influence line
工程
力學
數學
鋼結構RC 結構SRC 結構PC 結構加強磚造結構磚造結構木結構土土角結構石造結構
彈性力學塑性力學黏彈性力學
材料 材料性質
材 料 性 質Material Property
變形
變形
力
力
彈性
塑性
時間
時間
時間時間
時間時間
黏彈
性
彈性
力
力
力
變形
變形
變形
材料性質 依〝材料性質〞而分的力學課程
彈性 彈性力學
塑性 塑性力學
黏彈性 黏彈性力學
循環負載
溫度效應
一棟大樓
SRC 梁柱立體剛構架
各梁（端、中跨）之彎矩、剪力 各柱（端）之彎矩、剪力、軸力
結構工程師結構工程師
結構學、結構動力學 （結構分析）
尺寸檢核、排筋
結構圖、施工圖
施工、監工
RC學及設計 （構件設計）
工程圖學
土木施工、營建管理
結構設計課程
•鋼筋混凝土學•鋼結構設計•預力混凝土設計•橋梁工程•建築結構系統
規範（條文） 多篇論文 一條公式
一條條文
地上 85 層地下 5 層總高度 347m
剛構架與 帶狀桁架系統
立面
圖 結構
圖
梁
柱
斜撐
北二高碧潭橋
•立體曲線橋體造型優美 •場鑄節塊懸臂工法設計•國內最大連續長度橋梁 •國內最大預力混凝土拱橋 •橋體埋設靜力及動力監測系統
碧潭橋結構設計之特色
立體曲線橋體造型優美
場鑄節塊懸臂工法設計
平面圖
立面圖
國內最大連續長度橋梁
斷面圖
預力鋼腱
國內最大預力混凝土拱橋
結構分析圖
有限元素法1,2,3…….. 節點編號(1),(2),(3)…. 桿件編號
結構與自然環境
地震工程
風工程
你認為呢？
有人說 機械系學動力土木系學靜力
地震引致結構的破壞
柱上下端承受到的彎矩最大
箍筋太少或間距過大
若同一樓層破壞柱過多會使樓層崩塌
柱端的破壞
軸應力與側移互制效應
軸力與側移引致之額外彎矩
增加柱端的負擔使柱發生挫屈或斷裂
可能導致整層崩塌
柱原先設計的長度為樓房淨高
窗台與柱相連接而使有效長度減短
引致柱剪力超過所能承擔之能力
柱中高部位呈斜角開裂
短柱效應之剪力破壞
剪穿破壞
地震引致超過其承載能力之剪力
樓層之橫膈剪力傳遞作用喪失
使主體結構不穩定
結構組堅強師資陣容
•結構工程（郭世榮教授）•工程材料（黃然教授）•地震工程（張景鐘教授）•腐蝕工程 (張建智教授 )•混凝土 ( 葉為忠教授 )•結構穩定 ( 呂秋水副教授 )•海洋結構 ( 曹登皓副教授 )•計算力學（陳正宗終身特聘教授）
Theory, experiment and computation
There is nothing more practical than the right theory. Whether the theory is right or not depends on the experiences
To be an engineering with mathematical background. To be a mathematician with physical concept and engineering feeling
做理論的 常會是只有自己相信其結果是可用的 做實驗的 卻常是別人相信 而自己反而怕怕的
Computation methods and tools
Finite element method (西醫開刀 ) Boundary element method ( 中醫把脈 ) Meshless method ( 中醫針灸 )
FEM BEM Meshless
陳建宏 柯永澤 陳柏台 辛敬業 劉德源 張建仁
周宗仁 林炤圭 蕭松山 岳景雲 翁文凱 臧效義
郭世榮 葉為忠 曹登皓 劉進賢 陳正宗范佳銘
系工 系工系工 系工 系工 系工
河工 河工河工河工河工河工
河工 河工河工河工 河工機械
河工機械
林俊華
尹 彰
電機
河工
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NTOU is a Kingdom of BEM
Top 25 scholars on BEM/BIEM since 2001
北京清華姚振漢教授提供
USA 劉毅軍教授
NTOU/MSV Taiwan 海洋大學 陳正宗終身特聘教授
北京清華大學工程力學系 - 姚振漢教授
高海大造船系 - 陳義麟博士
台大土木系 - 楊德良終身特聘教授
宜蘭大學土木系陳桂鴻博士
河工系同學臥虎藏龍
國科會碩士論文獎 (林盛益 ) 力學會議論文獎 (李應德 ) 力學會議論文獎 (吳清森 ) 計算機在工程應用會議論文獎 ( 陳義麟 ) 海洋工程會議論文獎 (林騰威 ) 教育部教學卓越發表論文補助 (吳安傑 … ) …… Next one ?
