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研究生: 賴宥全
Yu-Chuan Lai
論文名稱: 考量多目標及規劃偏好之鋼骨工程塔吊配置最適規劃模式
Multi-Objectives Integrating with Risk Preference for Optimal Tower Crane Layout Planning in Steel Structure Construction
指導教授: 鄭明淵
Cheng Min-Yuan
口試委員: 潘南飛
Nang-Fei Pan
何嘉浚
Chia-Chun Ho
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2023
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 99
中文關鍵詞: 鋼骨工程塔吊配置多目標最佳化光學顯微鏡演算法柏拉圖效率前緣決策風險偏好分析無異曲線
外文關鍵詞: Steel Structure Construction, Tower Crane Layout Planning, Multi-Objectives Optimization, Optical Microscope Algorithm (OMA), Pareto front, Risk Preference Analysis, Indifference Curve
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  • 鋼骨工程為鋼構建築結構工程最重要的工程項目,目前鋼骨工程所採用之施工機具進行吊裝作業,大都以配置塔吊為主,而塔吊的吊裝工期與成本為影響專案成功度的重要關鍵因素,影響塔吊施工工期,以塔吊設備的配置與選擇最大,且不同之塔吊機械設備的配置和機型選擇,其成本亦隨之而異。因此如何因應塔吊機械配置和選擇,估算吊裝工期與成本,進而評估最適之吊裝計畫,為本研究之重點。
    本研究應用BIM建立鋼骨建築資訊模型,開發REVIT-API建立塔吊配置所需之相關屬性,據此搜尋塔吊配置位置與機型的可能組合,再檢核各組合能否滿足作業範圍與荷重能力需求,並計算吊裝工期與成本,然後創新應用光學顯微鏡演算法(Optical Microscope Algorithm-OMA)搜尋不同塔吊配置組合之吊裝工期與成本之柏拉圖效率前緣,求得塔吊工期與成本取捨之最佳解。
    再者,本研究將決策者之風險偏好納入考量,求得其偏好之無異曲線;最後再結合柏拉圖效率前緣,求得兩者之切點,進而建立一考量工期與成本兩規劃目標之塔吊配置最適規劃模式。本模式可協助塔吊施工廠商於擬定塔吊配置計畫時,在有限的人力與時間,於眾多的塔吊配置組合中,在滿足吊裝限制的前提下,快速有效的分析求得符合其風險偏好之最適塔吊配置計畫。


    Steel structure construction is the most important work of steel structure building. Currently, the construction equipment used in steel structure buildings are mostly equipped with tower cranes for lifting operations. The erection duration and cost of tower crane are the key factors affecting the success of the project. Thus, how to estimate the erection duration and cost according to the layout and selection of tower cranes, and then evaluate the most suitable lifting plan is the focus of this study. There are many combinations of tower crane layout and model selection, and different combinations have different erection durations and costs. In this study, the BIM model of the project is first constructed and the related attributes are established and used to check the operation radius and loading capacity of the tower cranes for feasible combinations. And then, the hoisting duration and cost are calculated accordingly. To trade-off the duration and cost, a novel Optical Microscope Algorithm (OMA) is developed to identify the pareto front. Moreover, an indifference curve representing the risk preference of the decision-maker is also identified. Combining both, this study develops the optimal tower crane layout planning model considering the two project objectives in terms of time and cost. Under the conditions of limited labor power and time, and numerous tower crane layout combinations with the premise of meeting hoisting restrictions, this model can quickly and effectively assist construction decision-makers to configure the most suitable tower crane layout plan along with their risk preferences.

    目錄 摘要 IV Abstract V 目錄 I 表目錄 IV 圖目錄 VI 第一章、 緒論 1 1.1研究動機 1 1.2研究目的 2 1.3研究範圍與限制 3 1.4研究方法與流程 4 第二章、文獻回顧 7 2.1吊裝機具種類 7 2.2吊裝工期計算 9 2.2.1影響因素分析 9 2.2.2吊裝工期計算方式 10 2.3塔吊租賃費用分析 11 2.4決策風險偏好分析 11 2.4.1無異曲線 12 2.4.2管理決策者規劃偏好 12 2.4.3偏好函數µ(x) 13 2.4.4規劃偏好程度 14 第三章、模式建構 16 3.1模式流程與架構 17 3.2 建築資訊模型建置 18 3.3 求出塔吊可能位置 18 3.4 選擇塔吊數量與種類進行配置 19 3.5 半徑範圍及荷重能力檢核 20 3.5.1半徑範圍檢核 22 3.5.2荷重能力檢核 24 3.6 吊裝工期推估 25 3.6.1塔吊動作分析 27 3.6.2吊裝工期計算 31 3.7吊裝作業成本推估 34 3.8工期與成本多目標最佳化分析 35 3.8.1光學顯微鏡演算法(OMA) 36 3.8.2 OMA應用過程 38 3.8.3 塔吊配置計畫柏拉圖效率前緣 41 3.9決策風險偏好分析 42 3.9.1以模糊理論設定偏好函數 μ(x) 42 3.9.2 以無異曲線定義規劃偏好 43 3.9.3考量決策者風險偏好之多目標塔吊最適規劃 45 第四章、案例分析與模式驗證 46 4.1案例建築資訊模型介紹 46 4.2案例測試與結果 48 4.2.1塔吊半徑範圍檢核 48 4.2.2 荷重能力檢核 50 4.2.3 吊裝工期推估 52 4.2.4 塔吊吊裝成本推估 58 4.2.5 多目標光學顯微鏡演算法 59 4.3 決策風險偏好分析 60 4.3.1 以模糊理論設定偏好函數 60 4.3.2 無異曲線之訂定 62 4.4 塔吊配置最適規劃 64 第五章、結論與建議 66 5.1結論 66 5.2建議 66 參考文獻 68 附錄一、 各塔吊半徑-載重表資料 70 附錄二、 各塔吊基本操作速率 75 附錄三、 各塔吊之安裝、保養及拆除時間 79 附錄四、 各塔吊機型操作費用 83

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    全文公開日期 2025/08/24 (校外網路)
    全文公開日期 2025/08/24 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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