要是讀對有限元素書籍和論文,要撰寫出和ANSYS相同的軟體,可以說完全沒有困難性可言。中國大陸有超過2﹐000人以上,世界各國有超過13﹐000人以上,都是不想開公司卻知道怎麼撰寫有限元素軟體,因為有限元素軟體開發商並不擁有技術,而僅僅是有限元素技術的整合者和開發者。其實,數學軟體也可以拿來寫有限元素分析功能,我有14年的Mathematica使用經驗,以及5年的MATLAB使用經驗,尤其該類軟體也擁有自己的程式設計語法,不見得一定要使用一般的程式語言來撰寫程式。我有4﹒6年的ANSYS使用經驗(Jetpro 2006-2011),及有半年左右的STAAD﹒Pro使用經驗(Songyang 2012-2013),要是以ANSYS作為例子,混凝土結構設計沒有LINK的需求性,所以結構分析僅需要4個有限元素。
ANSYS:COMBIN14、MASS21、SHELL63、BEAM189
在我過去十年的工作經驗中,我發現土木業界在臺灣新版耐震設計規定發行後,箍筋都已經改成同主筋強度的高拉筋(Quanovation 2013),也就是採用SD420(W)的鋼筋。然而,我並不認同箍筋改高拉筋的新制耐震設計規定,因為高拉筋在混凝土樑剪力強度設計和檢核時,會導致箍筋間距基於公式會自然而然的變寬,反而對於鋼筋降伏強度變異性稍大時,提高了剪力強度不足的潛在性工程設計風險。我認為,箍筋仍應採用低拉筋SD280(W),作為主要樑柱剪力設計的主要配筋強度。但是,對於一樓柱的基底剪力要是有負荷不足之情形,可以考慮使用高拉筋以S=7﹒5cm的最密配筋模式,以避免一樓柱有基底剪力破壞的問題發生。
在我的大陸清華大學博士論文中,我變更了混凝土結構載重組合的基本係數,也就是採用1﹒3D和1﹒5L為基本結構載重,並考慮設計地震力E和係數化計算下的設計風力X,以及最低結構載重要求的1﹒45D。其中,設計地震力E就是根據耐震設計規範計算,因為當前的地震力評估技術相當準確,並不需要再做任何的技術修正或變更。我有投稿一篇結構可靠度國際期刊論文,已經具體定義出設計風力X的基本參數。然而,在設計風力X的基本參數被數值化描述之前,我的博士論文的新制混凝土結構載重組合,仍然不能夠被使用於混凝土結構設計。我提出的結構載重組合係數,基本上是以後都不用再更改了,因為我提出的是最佳化的結果。
① U=1﹒45(D+L) (混凝土結構載重最低要求公式)
② U=1﹒3D+1﹒5L+E (混凝土結構載重組合設計地震力控制公式)
③ U=1﹒3D+1﹒5L+X (混凝土結構載重組合設計風力控制公式)
其實,在混凝土結構設計上,提高強度不能在地震力較大的柱或一般性的樑上,得以發現可以有減少混凝土用量的優勢(Quanovation 2013),所以我不建議增加420強度的混凝土。在我的博士論文的結構載重組合下,我建議混凝土強度必須升級一個強度等級以符合原經驗係數,也就是採用280作為混凝土結構的最低強度要求,原打底用的混凝土140可以繼續延用。然而,在耐震設計規範下小地震力地區的柱,提高混凝土的強度等級來做設計,可以縮小柱斷面節省混凝土用量。在鋼結構設計方面,必須要採用概率設計方法,而不能夠使用我提出的混凝土結構組合載重係數。此外,我還有投稿一篇結構可靠度國際期刊論文,已經求解出失效概率的多重積分數學式分解法,將來鋼結構可能採用查表法做結構設計。
臺灣的280混凝土較210的變異性要大,必須要求預拌混凝土廠提高混凝土強度的穩定性,以便於向土木業界做較好的混凝土品質控管。臺灣的鋼筋有2種,也就是SD280(W)和SD420(W),而臺灣的混凝土有3種,也就是結構用的280和350及非結構用的140。我認為,混凝土有必要根據其強度給個稱呼上的編號,否則業界常將公制和英制稱呼相互混用「叫料」(Chungchien 2013, Jetong 2011-2012, Song Hui 2006)。因此,根據鋼筋採SI制作為編號稱呼的命名原則,乃建議對於混凝土編號為C28、C35及C14。
Work Experiences
ANSYS:COMBIN14、MASS21、SHELL63、BEAM189
在我過去十年的工作經驗中,我發現土木業界在臺灣新版耐震設計規定發行後,箍筋都已經改成同主筋強度的高拉筋(Quanovation 2013),也就是採用SD420(W)的鋼筋。然而,我並不認同箍筋改高拉筋的新制耐震設計規定,因為高拉筋在混凝土樑剪力強度設計和檢核時,會導致箍筋間距基於公式會自然而然的變寬,反而對於鋼筋降伏強度變異性稍大時,提高了剪力強度不足的潛在性工程設計風險。我認為,箍筋仍應採用低拉筋SD280(W),作為主要樑柱剪力設計的主要配筋強度。但是,對於一樓柱的基底剪力要是有負荷不足之情形,可以考慮使用高拉筋以S=7﹒5cm的最密配筋模式,以避免一樓柱有基底剪力破壞的問題發生。
在我的大陸清華大學博士論文中,我變更了混凝土結構載重組合的基本係數,也就是採用1﹒3D和1﹒5L為基本結構載重,並考慮設計地震力E和係數化計算下的設計風力X,以及最低結構載重要求的1﹒45D。其中,設計地震力E就是根據耐震設計規範計算,因為當前的地震力評估技術相當準確,並不需要再做任何的技術修正或變更。我有投稿一篇結構可靠度國際期刊論文,已經具體定義出設計風力X的基本參數。然而,在設計風力X的基本參數被數值化描述之前,我的博士論文的新制混凝土結構載重組合,仍然不能夠被使用於混凝土結構設計。我提出的結構載重組合係數,基本上是以後都不用再更改了,因為我提出的是最佳化的結果。
① U=1﹒45(D+L) (混凝土結構載重最低要求公式)
② U=1﹒3D+1﹒5L+E (混凝土結構載重組合設計地震力控制公式)
③ U=1﹒3D+1﹒5L+X (混凝土結構載重組合設計風力控制公式)
其實,在混凝土結構設計上,提高強度不能在地震力較大的柱或一般性的樑上,得以發現可以有減少混凝土用量的優勢(Quanovation 2013),所以我不建議增加420強度的混凝土。在我的博士論文的結構載重組合下,我建議混凝土強度必須升級一個強度等級以符合原經驗係數,也就是採用280作為混凝土結構的最低強度要求,原打底用的混凝土140可以繼續延用。然而,在耐震設計規範下小地震力地區的柱,提高混凝土的強度等級來做設計,可以縮小柱斷面節省混凝土用量。在鋼結構設計方面,必須要採用概率設計方法,而不能夠使用我提出的混凝土結構組合載重係數。此外,我還有投稿一篇結構可靠度國際期刊論文,已經求解出失效概率的多重積分數學式分解法,將來鋼結構可能採用查表法做結構設計。
臺灣的280混凝土較210的變異性要大,必須要求預拌混凝土廠提高混凝土強度的穩定性,以便於向土木業界做較好的混凝土品質控管。臺灣的鋼筋有2種,也就是SD280(W)和SD420(W),而臺灣的混凝土有3種,也就是結構用的280和350及非結構用的140。我認為,混凝土有必要根據其強度給個稱呼上的編號,否則業界常將公制和英制稱呼相互混用「叫料」(Chungchien 2013, Jetong 2011-2012, Song Hui 2006)。因此,根據鋼筋採SI制作為編號稱呼的命名原則,乃建議對於混凝土編號為C28、C35及C14。
Work Experiences
- Manager of Engineering Affairs and Construction Supervisor, Structural Strengthening of Songde Building, Quanovation Construction Consultant Co., Ltd., New Taipei, Taiwan, Aug. 14, 2013 - Oct. 7, 2013
- Quality Management Engineer, Tunnel Engineering of Zengwun Dam, Chungchien Construction Co., Ltd., Taichung, Taiwan, May 27, 2013 - Aug. 4, 2013
- Civil Engineer, Zone Expropriation Engineering of the 1st Stage for the Fuduxin of the Southern Tainan Station in Tainan, Department of Design, Songyang Engineering Consultants Co., Ltd., Tainan, Taiwan, Feb. 8, 2012 - Jan. 21, 2013
- Construction Engineer, 1. Underground Engineering of Taiwan Railways at the Intersection of Jiuru Road and Qinghai Roads in Kaohsiung, 2. Crude Water Tank of Dragon Steel in Taichung, and 3. Neiwan Line - Zhudong Section Improvement Engineering of Taiwan Railways in Hsinchu, Planning Division, Department of Engineering Affairs, Jetong Construction Co., Ltd., Taipei, Taiwan, Sep. 8, 2011 - Feb. 7, 2012
- Structural Engineer, Mechanism Division, Department of Research and Development, Jetpro Technology, Inc., Tainan, Taiwan, Sep. 18, 2006 - Aug. 27, 2010; Jan. 3, 2011 - Jul. 31, 2011
- Construction Engineer, Japanese Construction Site of Tainan Science Park, Song Hui Construction Co., Ltd., Tainan, Taiwan, Mar. 21, 2006 - Sep. 15, 2006