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研究生: 陳鈺仁
Chen, Yu-Ren
論文名稱: 液流阻尼和挫屈束制桿件對結構物消能之行為研究
Energy Dissipation Analysis for Structures by Fluid Damper and Buckling Restrained Members
指導教授: 徐德修
Xu, De-Xiu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 93
中文關鍵詞: 液流阻尼器挫屈束制消能桿件消能元件
外文關鍵詞: Fluid damper, Buckling Restrained member, Energy dissipation
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  •  當結構受到龐大的外力脫離了彈性階段進入了塑性階段,結構本身之材料特性已然改變,便不能使用線性的方法來計算結構的各種反應,本文透過有限元素法之電腦輔助工程分析軟體ANSYS能夠探討當結構物進入塑性階段後之結構非線性動力行為提供較精準之分析。
     本文採用現今較常見之挫屈束制桿件和液流阻尼器消能元件分別加裝於結構體上,並利用ANSYS軟體進行動力行為分析,尋求結構物所呈現之力學反應,諸如:應力,應變,位移,速度,加速度等。並且透過更改挫屈束制桿件斷面以及液流阻尼器阻尼係數值對於結構物所提供之耐震能力,再利用控制率的觀念推出優選方案以利消能防震策略之執行。
    透過加裝挫屈束制消能桿件和液流阻尼器發現在位移控制率上,挫屈束制桿件有較大之優勢,而液流阻尼器則在速度控制率上有較大之優勢,並且得知並非一昧加大阻尼係數就能有較好之消能效果。

    It will be totally different story as structures subjected to abnormal loadings and responded highly nonlinearly when materials behaved yielded.
    Finite element software package ANSYS is used herein to analyze such kind of problem numerically.
    Different kind of seismic energy dissipation devices including buckling restrained-member and fluid dampers are investigated on various variables such as stresses, strains, deformations, velocities and accelerations etc.at some of specific points on the structures.
    Optimal selection policy is trying to be developed according to the various cross section of the buckling-restrained-member and various damping coefficient of the fluid dampers.
      Through the installed energy dissipation member found that buckling restrained member is more greater advantages of displacement control than fluid damper. Fluid damper on the speed control rate of advantage, and learned that the not reimbursing increase the damping coefficient will be able to better the effect of energy dissipation.

    第一章 前言 1 1.1 研究動機和目的 1 1.2 研究方法 1 1.3建築物耐震規範 2 1.3.1 位移型元件 2 1.3.2 速度型元件 3 第二章 液態線性阻尼器設計理論 4 2.1 前言 4 2.2 液流阻尼器構造組合 4 2.3 液流阻尼器力學性質 5 第三章 挫曲束制消能桿件設計理論 8 3.1 前言 8 3.2 挫曲束制支撐構架發展和種類 8 3.3 挫屈束制支撐結構基本構造 8 3.4 彈性挫屈和非彈性挫屈理論 9 3.4.1彈性挫屈理論 9 3.4.2 非彈性挫屈 12 第四章 ANSYS 程式背景和架構介紹 14 4.1 前言 14 4.2 ANSYS 分析介紹 14 4.2.1 ANSYS處理流程 14 4.2.2 ANSYS元素種類 14 4.3 ANSYS研究及分析理論 16 4.4 位移 16 4.5 應力 16 4.6 應變 17 4.7 動力分析 19 4.7.1 Direct integration 21 4.7.2.Mode Superposition Method 22 4.7.3 Reduced Method和Full Method 23 4.8 Newmark積分法和HHT法 24 4.9 材料破壞準則和理論 27 4.9.1 最大剪應力理論(Tresca破壞理論) 28 4.9.2 畸變能理論(von Mises) 28 4.9.3 最大拉應力理論(Max Tensile Stress) 30 4.10 Newton-Raphson Method 30 4.11 ANSYS和其他程式比較之優點 33 第五章 矩形柱案例分析 34 5.1 案例大綱 34 5.2 材料性質設定 35 5.3幾何模型設計 38 5.4 元素切割 39 5.5分析設定 43 5.5.1 支承設定和結構示意圖 43 5.5.2 阻尼比設定 45 5.5.3 外力設定 49 5.5.4 Time step設定 50 5.5.5 觀察點訂定 51 第六章 案例分析結果 55 6.1前言 55 6.2應力,應變反應 55 6.3位移,速度,加速度反應 61 6.4基底剪力,基底彎矩 73 6.5優選化設計 76 6.6能量圖 82 6.7遲滯迴圈 86 第七章.結論與建議 89 7.1結論 89 7.2建議 91 參考文獻 92

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    下載圖示 校內:2013-08-23公開
    校外:2013-08-23公開
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