國立交通大學 土木工程學系

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一、何謂結構工程

結構工桯一般係指日常生活所見營建物主體。
常見的營建物有:房屋建築、橋、樑、壩、塔等。
而主體乃指柱、樑、牆、板等,其主要作用在於抵抗外力衝擊。
結構工程主要的工作及在設計安全的結構物,以改善人類居住和交通的品質。

房屋建築散見於都市各角落,常為都巿主要地標。
如:紐約的摩天大樓、澳洲的雪梨歌劇院。橋樑為交通建設之重要工程,
其造型能表現特殊景觀,亦常為都巿之主要地標,如舊金山之金門大橋還被選為美國當代土木工程界的奇蹟之 一。壩則為水利設施中最重要的一環,與民生用水,與農業灌溉及防洪等息息相關;台灣地區雨水集中在 4 ~ 10 月間,且河流短急,蓄水不易,因此壩之興建尤為重要。

 


二、結構與建築學

  結構工程與 建築學最大之不同,在於結構工程師著重在「力」的設計一即抵抗外力為主,進而追求「力」的美;而建築師 則著重於「功能」的設計,如:美觀、採光、空間安排等。結構工程師與建築師追求的重點不盡相同,有時甚 至產生衝突,因此完美的設計需要良好的協調才能達成。

  基本上,結構工程在設計抵抗外力的系統, 因此,結構和力學是密不可分。本系所基礎的課程包括工程力學及材料力學等,核心課程則有結構學、鋼筋混凝土 設計、及鋼結構設計,這些都是成為一位結構工程師必修的學科。

 


三、本系之結構工程

  結構工程一般係指日常生活所見營建物主體。常見的營建物有:房屋 建築、橋樑、壩、塔等。而主體乃指柱、樑、牆版等,其主要作用在於抵抗外力衝擊。結構工程主要的工作在 設計安全的結構物,以改善人類居住和交通的品質。房屋建築散見於都市各角落,常為都市主要地標。如:紐 約的摩天大樓、澳洲的雪梨歌劇院。橋樑為交通建設之重要工程,其造型能表現特殊景觀,亦常為都市主要地 標,如舊金山之金門大橋還被選為美國當代土木工程界的奇蹟之一。

   基本上,結構工程在設計抵抗外力的系統,因此結構和力學是密不可分。本系所基礎的課程包括工程力學及材料力學等,核心課程則有結構學、鋼筋混凝土設計、及鋼結構設計。此 外,在碩、博士班方面,結構組的研究重點可分為鋼筋混凝土結構、鋼結構、結構力學、地震工程、電腦輔助 設計、自填充混凝土之研發與結構監測(含光纖)。前幾項分別針對鋼筋混凝土、型剛兩種主要結構材料之材 料特性與結構線性或非線性行為之反應進行探討。地震工程學為配合國家整合研究發展,進行地政特性、土壤 結構互制及結構動力行為等之相關研究。電腦輔助設計則為配合本校之特色,應用近代電腦科技,如電腦圖 學、虛擬實境、人工智慧、平行運算等,輔助工程師進行結構分析與設計工作。自填充混凝土具有綠色材料、 提高品質、降低成本、減少工期等優點,以漸蔚為混凝土材料之研究主流。 結構安全/健康監測,對結構物之耐震診斷與補強評估,均有重大之功用,極受重視。

 


四、結語

  在目前六年國家基本計畫中,捷運系統及北二高大量的高架橋便是精 密計算的結果。此外,捷運木柵站優美的造型亦為結構創造出一番與眾不同的氣質。北二高中,碧潭橋倒三角 弧形的箱型樑結構亦是創意與技術高度結合下的「藝術品」,配合著照射於橋身的燈光,原本就波光燦爛、青 山翁鬱的碧潭更增添了幾許浪漫的美感。所以,誰說結構只是一些死板單調的混凝土與鋼架的組合。

 


五、研究

1.地震引致之土壤結構互 制研究
2.鋼結構行為研究
3.高層結構受隨機外力之行為研究
4.結構非線性行為研究
5.結構設計自動化研究
6.結構主動控制
7.橋樑隔震
8.曲線橋樑動力分析
9.機械學習於土木工程之應用
10.結構最佳化設計
11.平行高速運算於計算力學與設計分析研究
12.鋼骨鋼筋混凝土結構行為研究
13.結構物監測系統與系統識別  
14.自充填混凝土行為研究