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研究生: 姚君翰
Yao, Jun-Han
論文名稱: 摩擦型滑動支承現地性能測試
Field Performance Test of Friction Type Bearings
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: 2023
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 138
中文關鍵詞: 盤式支承摩擦係數性能測試現地實驗靜力側推隔震元件
外文關鍵詞: Pot Bearings, Friction Coefficient, Performance Test, Field Test, Static Lateral Push
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  • 隨著科技與經濟發展,建築型態逐漸從低矮樓層轉變成中高樓層。鐵路、道路規劃也從平面增加了地下及高架橋梁。然而台灣地處地震帶飽受地震災害影響,向上發展的建築型式面臨振動週期提高、地震危害增加的問題。結構控制技術也隨之發展,各式隔震技術逐步開發並應用於建案中。經過多年研究發展,摩擦型滑動支承已被廣泛應用於結構及橋梁隔震設計。
    摩擦型滑動支承具有許多種型式,元件出廠性能測試也已有一套標準測試流程。透過實驗室中振動台,測試檢驗元件性能參數,其中以摩擦係數為此類支承最主要的參數。振動台測試的動態加載方式可以得出動摩擦係數隨速度變化的趨勢,但是對於識別元件滑動瞬間的最大靜摩擦係數較為困難。因而本文透過側推方式加載,針對速度趨近於零、振動台難以測試之元件滑動瞬間設計實驗。
    本文實驗使用隔震元件為成功大學歸仁校區複合性災害實驗平台,平台下方裝有共計12個盤式支承墊。利用手動油壓設備於平台南、北兩端靜力側推,分析隔震元件滑動瞬間推力變化以及滑動行為,測試隔震墊於極低速運動性能並識別其摩擦係數。提供工程實務應用於案場現地測試方法,評估隔震元件安裝是否出現瑕疵及元件是否達成預期性能,作為現場驗收參考方式。

    With the advancement of technology and economic development, friction type bear-ings have been widely adopted in the design of structures and bridges for seismic isolation. Friction type bearings come in various types, and there is a standardized testing procedure for assessing their performance during the manufacturing process. Performance parameters of these components are tested and inspected using a vibration table. Among these param-eters, the coefficient of friction is the most critical one for such bearings.

    The dynamic loading method used in vibration table testing can provide insights into the variation of dynamic friction coefficient with speed. However, identifying the maxi-mum static friction coefficient at the sliding instant of the component proves to be more challenging. Therefore, this study proposes a lateral push loading method to design ex-periments for testing the speed approaches zero, which is difficult to achieve on the vibra-tion table.

    In this study, the seismic isolation elements used were the base isolators installed in the Kuei-Jen campus of the National Cheng Kung University. There were a total of 12 pot bearings installed beneath the platform. The experiment involves using a hydraulic system to perform static lateral pushes at the north and south ends of the platform. The goal is to analyze the variation in lateral push force and sliding behavior of the elements, especially focusing on the sliding instant.

    By providing practical field testing methods for engineering applications, the re-searchers aimed to evaluate whether there were any flaws in the installation of the ele-ments and whether they achieved the expected performance. This information could then be used as a reference for field acceptance of the installation.

    1. 摘要 I 2. 致謝 VIII 3. 目錄 IX 4. 表目錄 XI 5. 圖目錄 XIII 第1章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 本文內容 3 第2章 隔震元件介紹 5 2.1 盤式支承墊元件構造與特性 5 2.2 數值模擬 5 2.2.1 全衝程段最大靜摩擦力 6 2.2.2 推力模擬 6 第3章 試體與實驗研究設施 16 3.1 前言 16 3.2 實驗試體與設備介紹 16 3.2.1 實驗平台 16 3.2.2 輯錄系統與感測器設備 17 3.2.3 推力加載設備 19 3.2.4 試體組裝介紹 23 第4章 實驗規劃與分析 37 4.1 實驗規劃 37 4.2 實驗方法 37 4.3 訊號分析 39 4.3.1 最大靜摩擦力分析 40 4.3.2 遲滯迴圈分析 42 4.3.3 滑動量分析 42 4.3.4 靜載重分析 44 4.3.5 感測器性能比較 46 4.3.6 時間間隔對摩擦行為影響 50 4.4 小結 51 第5章 結論與建議 84 5.1 最大靜摩擦力 84 5.2 全衝程遲滯迴圈 84 5.3 動摩擦係數 85 5.4 平台重量推算 85 5.5 建議 86 參考文獻 87 口試委員意見表 88 附錄 91 A.實驗推力歷時圖 91 B.實驗位移歷時圖 103 C.LVDT量測雜訊歷時圖 115 D.雷射位移計量測雜訊歷時圖 127

    [1] 王邑薪,「實尺寸鋼構屋剪力連接複合鋼梁火害前後動態行為之分析模擬與參數識別」,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台南市(2017)。
    [2] 楊博鈞,「盤式支承墊摩擦行為之現地試驗與評估研究」,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台南市(2021)。
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    [6] LM型荷重元規格,煜盺科技有限公司
    [7] HG-C INSTRUCTION MANUAL,Panasonic,[線上]。
    [8] Optex CD22 Series Instruction manual,Ramco Innovations,[線上]。

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