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研究生: 林鉦桐
Lin, Cheng-Tung
論文名稱: 應用雙線性模型震損指標建立區域性震損預估圖之研究
Establishing Regional Damage Forecast Map by Bi-Linear Damage Indices
指導教授: 朱世禹
Chu, Shih-Yu
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: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 200
中文關鍵詞: 雙線性模型損壞指標系統識別非線性數值模型地球物理資訊管理系統震損預估圖
外文關鍵詞: Bi-Linear Model Damage Index, System Identification, Nonlinear model, Geophysical Database Management System, Damage Forecast Map
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  • 台灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊的交界帶,地震活動頻繁,尤其災害型地震的發生將造成社會與經濟的衝擊,且嚴重造成人員的傷亡,因此積極的降低與預防震災損害將相當重要。藉由適當定義結構物損壞指標,將可瞭解結構物於強震後是否安全或毀壞,並以定量方式對損壞情形進行分類,可作為結構物修復或補強之依據。本文參考Bozorgnia與Bertero基於理想彈塑模型所建議之損壞指標,並改良其理論模型為雙線性模型,探討結構物受到較大地震作用後,反應從線性階段進入非線性(塑性)階段時,結構物損壞行為與損壞指標相關參數之關聯性。並分別採用二層樓RC校舍縮尺模型振動台試驗資料與中興土環大樓之強震監測資料,以校正損壞指標數值模型之參數與規範建議之參數,獲得合理之損壞指標。並依據中央氣象局速報系統之自由場測站資料,計算損壞頻譜來建立區域性震動損壞預估圖,以初步評估結構物損壞程度,作為往後結構物修復與補強之依據,同時以成功大學光復校區作為區域震損預估圖之成果展示,本文所建議之指標將有助判定建築物於地震發生後是否安全之參考。

    The damage indices of buildings based on the combinations of the ratio of ductility demand over capacity and the ratio of hysteretic energy demand over capacity are modified from the simplified single-degree-of-freedom (SDOF) elastic- perfectly-plastic model into the proposed SDOF bi-linear model in this study. Some critical parameters of the bi-linear model are calibrated from the experimental measurements of shaking table tests of scaled-down two-story reinforced concrete school building models and the strong motion records of a real building. Based on the proposed damage indices and the calibrated results, the regional damage spectra can be established based on the strong motion records of nearby free-field stations from the CWB's Geophysical Database Management System. Finally, the regional damage forecast map can be illustrated based on the damage spectra and the building information of the region. The KuangFu campus of Nation Cheng Kung University is adopted in this study as the demonstration region for establishing its regional damage forecast map.

    目錄 摘 要 I ABSTRACT II 誌 謝 III 目錄 IV 表 目 錄 VII 圖 目 錄 X 符 號 表 XV 第1章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 文獻回顧 3 1.3 本文內容 5 第2章 非線性數值模型之理論介紹 6 2.1 理想彈塑性系統 6 2.1.1 彈塑性系統說明 6 2.1.2 彈塑性反應公式 8 2.1.3 數值方法-牛頓瑞福生法 (Newton-Raphson Method) 11 2.1.4 理想彈塑模型之結果驗證 13 2.2 雙線性系統 14 2.2.1 雙線性系統說明 14 2.3 能量平衡方程式 16 2.3.1 能量公式說明 16 2.3.2 能量歷時驗證結果 18 第3章 損壞指標介紹與應用 28 3.1 損壞指標之介紹 28 3.1.1 損壞指標說明與定義 28 3.1.2 損壞指標DI1&DI2的特性 30 3.2 損壞指標DI1&DI2之建立流程 32 3.2.1 建立流程說明 32 3.2.2 降伏加速度的探討 33 3.2.3 結構物之韌性容量 37 3.2.4 結構物遲滯能容量EHmon 37 3.2.5 權重係數說明 38 3.3 採理想彈塑模型建立韌性頻譜、遲滯能譜、損壞頻譜與實際案例應用 39 3.3.1 計算流程說明 39 3.3.2 降伏加速度實例計算 40 3.3.3 實際案例計算結果 41 3.3.4 韌性需求頻譜之討論 41 3.3.5 遲滯能頻譜之討論 42 3.3.6 損壞頻譜之討論 44 3.4 採雙線性模型之不同參數下損壞指標 45 3.4.1 探討以WN作為輸入之損壞指標 45 第4章 二層樓RC校舍縮尺模型之損壞探討 66 4.1 RC校舍建築物之基本資料與動態特性識別分析 66 4.1.1 建築物基本資料與量測器配置說明 66 4.1.2 量測質心修正與基線修正過程說明 67 4.1.3 試驗資料說明 68 4.1.4 建築物之動態特性識別結果與討論 70 4.2 RC校舍建築物之降伏加速度探討 71 4.2.1 由量測判別之降伏加速度 71 4.2.2 由規範建議之降伏加速度 73 4.3 RC校舍建築物之PBAA與PBRD圖形探討 75 4.3.1 考量結構物無裝設位移計下之雙線性模擬參數流程說明 75 4.3.2 實際量測之PBAA對應PBRD圖形結果與討論 76 4.3.3 簡化模型之PBAA對應PBRD圖形結果與討論 79 4.4 RC校舍建築物之損壞指標探討 81 4.4.1 結構物韌性容量之探討 81 4.4.2 簡化模型之損壞指標探討 82 4.4.3 RC校舍採用勁度折減後之系統參數進行損壞探討 85 4.5 以RC校舍參數進行WN輸入之損壞指標 85 第5章 大專院校建築物之損壞探討 124 5.1 中興土環大樓之基本資料與動態特性識別分析 124 5.1.1 建築物基本資料及量測資料說明 124 5.1.2 量測資料之質心修正說明 125 5.1.3 建築物之動態特性識別結果與討論 125 5.2 中興土環大樓之降伏加速度探討 126 5.2.1 由量測判別之降伏加速度 126 5.2.2 由規範計算之降伏加速度 127 5.3 中興土環大樓之PBAA對應PBRD圖形探討 132 5.3.1 系統頻率之概估與比較 132 5.3.2 簡化模型之PBAA對應PBRD圖形結果與討論 133 5.4 中興土環大樓建築物損壞指標 134 5.4.1 結構物韌性容量之探討 134 5.4.2 中興大學土環大樓之損壞指標 135 5.4.3 中興土環大樓採用勁度折減後之系統參數進行損壞探討 138 5.5 以中興土環大樓參數進行WN輸入之損壞指標 139 第6章 建立區域性建築物損壞預估圖 167 6.1 區域性建築物損壞預估圖建立流程 167 6.1.1 建立流程說明 167 6.1.2 以甲仙地震紀錄評估區域性損壞指標可行性 168 6.2 成功大學光復校區之震損預估圖 170 第7章 結論與建議 190 7.1 結論 190 7.2 建議 192 參考文獻 193 自述 197 口試委員問題與建議表 198

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    下載圖示 校內:2013-08-31公開
    校外:2013-08-31公開
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