本文是將正規化相對位移振動振形(Normalized Relative Displacement Vibration Shape, NRDVS)應用於鋼結構火害之識別，並且藉此提出鋼結構桿件識別資料庫建立之流程與正規化相對位移振動振形識別之流程。亦整理出火害實驗之相關規定與參數折減標準，以提供桿件識別資料庫建立之參考依據。因真實結構物之振動振形取得不易，而由前人研究可知NRDVS近似真實結構物之基本模態振形(Fundamental Mode Shape, FMS)，故使用商業軟體SAP2000，模擬透過激振器的外力輸入，量取各節點之相對位移，建立正規化相對位移振動振形(NRDVS)，亦可透過真實結構桿件斷面參數之設定來建立桿件識別資料庫與真實結構物之正規化相對位移振動振形(NRDVS)之比對，可以回推桿件火害時之溫度分布，以作為提供火場重建之參考。亦有針對簡支梁破壞、梁(柔性屋架)破壞、柱(剪力屋架)破壞，與梁柱(柔性屋架)同時破壞所作之Case進行模擬建立其資料庫，最後對於鋼結構進行火害識別流程驗證，利用平面構架柱與平面構架梁因溫度而破壞進行確認正規化相對位移振動振形(NRDVS)應用於鋼結構桿件火害識別時，可準確識別出鋼結構梁柱因升溫所造成之損壞，並且找出桿件因溫度升高造成的損壞與NRDVS之關係。

This study evaluates the applicability and performance of damage assessment method for steel structures exposed to fire based on the Normalized Relative Displacement Vibration Shape (NRDVS). Both flowcharts of constructing the NRDVS and its damage database of steel structures exposed to fire are proposed. The damage database is investigated based on recommended characteristics of steel concluded from the results of component tests after fire as well as the setups of fire damage tests. By introducing a shaker as the reference force input, the corresponding database of NRDVS can be established subjected to different temperature of steel as the result of exposure to fire. A few damage patterns of steel components illustrated by the propose NRDVS are investigated by using the commercial software SAP2000, those include a simply supported beam, the beam of a flexible frame, the column of a shear frame, and the beam and column of a flexible frame. By comparing the patterns of NRDVSs of a target steel frame and those of the simulated database, we could infer the distribution of temperature at the scene of the fire. This can be useful for the decision of retrofitting strategy.

[1] BS476-20.Fire tests on building materials and structers-part:Methods for determination of the fire resistance of elements of construction(general principles),1987
[2] Chopra AK. Dynamic of Structure - Theory and Applocations to Earthquake Engineering. Prentice Hall: Upper Saddle River, New Jersey, 2007.
[3] Chu SY, Hu MH, Chang LJ. Damage Assessment of Scaled-Down Two-Story Reinforced Concrete School Building Models. Proceedings of the Fourteenth Taiwain-Korea-Japan Joint Seminar on Earthquake Engineering (SEEBUS 2012), Osaka, Japan, 2012.
[4] Chu SY, Lo SC. Application of Real-Time Adaptive Identification Techinque on Damage Detection and Structural Health Monitoring. Structural Control and Health Monitoring; 16(2): 154-177 DOI: 10.1002/stc.304,2009.
[5] Chu SY, Lo SC. Application of the On-Line Recursive Least-Squares Method to Perform Structural Damage Assessment. Structural Control and Health Monitoring; 18(3): 241-264 DOI: 10.1002/stc.362,2009.
[6] Chu SY, Wu RL. A Normalized-Relative-Displacement-Vibration-Shape (NRDVS) Based Structural Damage Assessment Scheme. Proceedings of the Thirteenth Taiwan-Japan-Korea Joint Seminar on Earthquake Engineering (SEEBUS 2011), Seoul, Korea, 2011.
[7] ISO 834.Fire-resistance test – Elements of building constructing,part1:General requirements,1999
[8] Juang JN. Applied System Identification. Prentice Hall: Englewood Cliffs, New Jersey, 1994.
[9] Lin CC, Wang JF, Yang CH. Damage Assessment of Irregular Building using An Innovative Story Damage Index. Proceeding of International Workshop on Structural Health Monitoring and Damage Assessment, Taichung, Taiwan, 2006.
[10] Lu LY, Chu SY, Yeh SW, Chung LL. Seismic Test of Least-input-energy Control with Ground Velocity Feedback for Variable-stiffness Isolation System. Journal of Sound and Vibration; 331(4): 767-784, DOI: 10.1016/j.jsv.2011.10.012,2012.
[11] Lu LY, Chu SY, Yeh SW, Peng CH. Modeling and Experimental Verification of a Varible-stiffness Isolation System Using Leverage Mechanism. Journal of Vibration and Control; 17(12): 1869-1885 DOI: 10.1177/1077546310395976,2011.
[12] Moehle JP. Strong Monitor Drift Estimates for R/C Structures. Journal of Structural Engineering; 110(9): 1988-2001, 1984.
[13] Naeim F, Alimoradi A , Miranda, E. Automated Post-earthquake Damage Assessment and Safety Evaluation of Instrumented Buildings. SMIP05 Seminar on Utilization of Strong-Motion Data, Los Angeles, California, 2005.
[14] Naeim F, Lee H, Bhatia H, Hagie S, Skliros K. CSMIP Instrumented Building Response Analysis and 3-D Visualization System (CSMIP-3DV). Proceedings of the SMIP04 Seminar on Utilization of Strong-Motion Data, Sacramento, California, 2004.
[15] Sozen MA. Lateral Drift of Reinforced Concrete Structures Subjected to Strong Ground Motion. Bullentin of the New Zealand National Society for Earthquake Engineering; 16(2): 107-122, 1983.
[16] Wang JF, Lin CC, Yen SM. A Story Damage Index of Seismically-Excited Buildings Based on Model Frequency and Mode Shape. Engineering Structures; 29(9): 2143-2157 DOI: 10.1016/j.engstruct.2006.10.018, 2007.
[17] 「實尺寸構架屋火害行為先期規劃研究」，內政部建築研究所期中報告,2013。
[18] CNS 12514.建築物構造部分耐火試驗法,2002。
[19] 于宗漢，「耐火鋼H型柱之火害行為」，碩士論文，國立高雄第一科技大學營建工程研究所，高雄(2006)。
[20] 方璿堯，「應用OKID/ERA識別方法校正結構反應預估圖之建立流程」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2010)。
[21] 吳瑞琳，「正規化位移振形於快速震損評估之研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2011)。
[22] 李旋瑋，「火害後耐火鋼與普通鋼樑柱接頭反覆載重行為之數值模擬」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2011)。
[23] 李鴻欣，「H型鋼柱高溫局部挫屈行為研究」，碩士論文，國立高雄第一科技大學營建工程研究所，高雄(2004)。
[24] 林子賓，「高溫下螺栓孔支承強度之研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2006)。
[25] 林其璋、洪李陵、朱世禹、姚昭智，「都會區建築物震損快速評估之研究」，中央氣象局地震測報中心，編號MOTC-CWB-96E-10，台北(2007)。
[26] 林家毅，「鋼骨鋼筋混凝土邊柱之行為」，碩士論文，國立交通大學土木工程研究所，新竹(2010)。
[27] 胡閔翔，「正規化位移振動振形於非線性結構損壞位置之評估研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2012)。
[28] 區錦輝，「火害下合成梁之撓曲行為」，碩士論文，國立交通大學土木工程研究所，新竹(2010)。
[29] 張令杰，「振動振形配合遞迴最小平方法識別法於變勁度系統之損壞評估研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2013)。
[30] 張燕如，「鋼結構火害反應之向量式有限元素法分析」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2007)。
[31] 陳韋夷，「鋼柱在高溫環境下之潛變挫屈研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2010)。
[32] 陳景智，「實尺寸H型鋼構架高溫火害行為之數值模擬」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2010)。
[33] 陳誠直，「包覆填充式箱型鋼管混凝土柱火害行為研究」，內政部建築研究所研究報告，國立台灣科技大學教授，台北(2012)
[34] 陳諺輝，「螺栓孔於高溫下承壓行為之量測與數值模擬」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2006)
[35] 黃李暉，「建築物樓層勁度識別與損壞評估之研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2006)。
[36] 黃政勳，「火害後鋼骨鋼筋混凝土短柱之軸向行為」，碩士論文，國立交通大學土木工程研究所，新竹(2010)
[37] 楊方傑，「銲接箱型柱高溫下結構行為」，碩士論文，國立高雄第一科技大學營建工程研究所，高雄(2013)。
[38] 楊國珍，「鋼結構火害行為」，鋼結構會刊，第十五期，國立高雄第一科技大學營建工程系副教授，高雄(2003)
[39] 楊淳皓，「扭轉耦和建築結構受震層間損壞指標」，碩士論文，國立中興大學土木工程研究所，台中(2006)。
[40] 經濟部中央標準局 建築物構造部分耐火試驗法，CNS 12514 A3305 (2010)
[41] 葉明紳，「隔震結構等值參數識別與反應預估模型之建立研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2013)。
[42] 蔡忠憲，「應用結構時變振形趨勢進行快速損壞評估之研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2009)。
[43] 鄭瑋，「實尺寸複合梁鋼構架高溫火害行為之數值模擬」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2011)。
[44] 鄭瑋，「實尺寸複合梁鋼構架高溫火害行為之數值模擬」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2011)。
[45] 鍾天欣，「南部科學園區環境振動之研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2004)。
[46] 簡丞宏，「H型鋼柱高溫整體結構行為研究」，碩士論文，國立高雄第一科技大學營建工程研究所，高雄(2005)。
[47] 羅仕杰，「結構時變參數之識別研究與快速損壞評估驗證」，博士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2010)。
[48] 蘇聖斐，「抗彎矩構架高溫結構行為」，碩士論文，國立高雄第一科技大學營建工程研究所，高雄(2009)。