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研究生: 李彥輝
Lee, Yen-hui
論文名稱: 液流阻尼器防震結構之非線性行為研究
The Nonlinear Behavior Analysis of Aseismatic structures with Fluid Damper
指導教授: 徐德修
Hsu, Deh-shiu
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: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 92
中文關鍵詞: 液流阻尼器非線性動力分析防震工程消能元件
外文關鍵詞: Nonlinear Dynamic Procedure, Fluid Damper, Energy-dissipating element, Aseismatic engineering
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  • 地震是一個動力行為。結構體承受地震力作用,呈現出位移、速度與加速度的歷時反應,這是一個動力系統。若以靜力來分析這個動力系統顯然是有誤差的,是很有爭議的。結構體具有勁度性質,當將此勁度特性視為常數時,動力分析僅可視為線性動力分析,但事實上在地震力造成結構體進入破壞階段時,此結構特性已然改變。如此則以線性動力觀念分析此結構體受震行為亦將失真。而有線元素法非線性動力分析根據結構體真實之破壞階段,適時修正結構體勁度特性,方能準確追蹤結構體之動力反應,做最有效的模擬分析。
    液流阻尼器消能元件在防震工程中,的確可有效的提昇結構體之減震能力,是目前被廣泛應用的消能元件之一。液流阻尼器在結構防震工程中固然十分有效發揮其消能減震的功能,但在進行防震反應分析時,亦非以非線性動力分析則將失真。
    研究中以SAP2000動力分析程式針對加裝液流阻尼器之高樓結構進行非線性動力行為分析,針對不同之個案,包括阻尼器加裝位置、樓層高度等變數,分析其消能減震之成效,以驗證靜力分析、線性動力分析及非線性動力分析在液流阻尼器防震工程中之差異。

    The earthquake induced vibration is a dynamic motion. Thus, when a structure sustains the effect of earthquake forces, it shows the time history responses of the displacement, velocity, and acceleration. If we analyze this system with the static method, it obviously has some inaccuracies, also with doubtful results. When the stiffness properties of structures are assumed to be constant, the dynamic behavior can only be linear elastic. As a matter of fact, once the structures responded into the phase of failure, the property of structure, i.e., stiffness, has changed already. For this reason, it is unreal to analyze the earthquake responses of structures only with linear dynamic procedure. The property of the stiffness of the considered structures is properly modified according to the phase of failure in reality by the finite element method of the nonlinear dynamic procedure.
    The fluid damper is one of the most popular energy-dissipating devices that reduce earthquake excitations in aseismatic engineering. It is considerably effective to enhance the aseismatic capability of structures. Fluid Damper is a device responded nonlinearly, only nonlinear dynamic procedure can give the proper solutions.
    In this research, SAP2000 software package is used to analyze with nonlinear dynamic procedure to the high rise buildings which move with allocated fluid dampers, problems are investigated in various cases, including different locations of dampers, different stories of the buildings etc.. It can be shown the differences of fluid dampers allocated aseismatic structures when analyzed by static method, linear dynamic, and nonlinear dynamic analyses.

    中文摘要 Ⅰ 英文摘要 Ⅱ 致謝 Ⅳ 目錄 Ⅴ 表目錄 Ⅸ 圖目錄 Ⅹ 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機及目的 2 1.3 本文內容 3 第二章 理論介紹 5 2.1 需要參數定義 5 2.2 分析方法 9 2.2.1 線性靜力分析 9 2.2.2 線性動力歷時分析 13 2.2.3 非線性靜力分析 13 2.2.4 非線性動力歷時分析 18 2.3 接受準則 19 2.3.1 線性分析的準則 20 2.3.2 非線性分析的準則 21 2.4 Newmark直接積分法 22 2.5 容量震譜法 25 2.5.1 容量震譜之建立 25 2.5.2 需求震譜之建立與折減 27 2.5.3 結構性能點之求取 35 2.6 被動控制 36 2.6.1 被動控制系統 36 2.6.2 斜撐補強構件簡介 37 2.6.3 液流阻尼器簡介 38 第三章 程式架構介紹 41 3.1 程式系統簡介 41 3.1.1 材料性質 41 3.1.2 塑鉸性質 43 3.1.3 分析方法 45 3.2 分析之流程圖 47 3.2.1 非線性靜力分析 47 3.2.2 線性/非線性動力分析 48 3.3 結構模型建立與分析 49 3.3.1 三層樓結構模型資料 50 3.3.2 五層樓結構模型資料 53 3.3.3 八層樓結構模型資料 56 3.4 各種狀態之程式模擬 59 3.4.1 等效阻尼比 59 3.4.2 阻尼器程式介紹 61 第四章 結構模擬減震 63 4.1 側推分析與非線性動力分析 63 4.1.1 容量曲線 64 4.1.2 容量震譜 65 4.1.3 破壞地表加速度 67 4.1.4 破壞地表加速度之結果討論 70 4.2 線性動力分析與非線性動力分析 71 4.2.1 基底剪力差異 71 4.2.2 斜撐桿件差異 77 4.2.3 阻尼器出力差異 80 4.3 分析歷時討論 83 第五章 結論與建議 85 5.1 結論 85 5.2 建議 86 參考文獻 88 附錄 91

    1. 李森,【SAP2000結構設計實務】,科技圖書股份有限公司,第10章,2008年2月。
    2. 陳清泉、林曜滄,【多層鋼構架耐震能力之非線性動力分析】,行政院國家科學委員會補助專題研究報告,報告編號:NSC74-0414-P002-006,民國74年10月。
    3. 蕭輔沛、葉勇凱、曾至堅,【建築物耐震詳細評估方法之研究(一)】,國家地震工程研究中心,報告編號:NCREE-07-049,民國96年12月。
    4. Chopra,A. K.,Dynamic of Structures – theory and applications to earthquake engineering,Second edition,Prentice-Hall,Inc.,Englewood Cliffs,New Jersey,2001.
    5. 內政部,【建築物耐震設計規範及解說】,台北,2006年1月。
    6. 蔡森淵、葉俊雄譯,【現代自動控制工程】,復漢出版社,上策第一章,民國76年10月。
    7. Yao,J.T.P.,【Concept of structure control】,Journal of the Structure Division,ASCE,Vol.119,NO.ST7,July,1972,pp.1567~1574.
    8. 吳騏,【以半主動模擬控制探討電流變阻尼器對結構之減震效應】,逢甲大學土木及水利工程研究所碩士論文,民國91年7月。
    9. 林于傑,【磁流變阻尼器測試及其特性之數學模式之建立】,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,民國96年6月。
    10. 王嘉璿,【被動式磁流變阻尼器之設計】,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,民國97年6月。
    11. 陳惠萱,【結構耐震補強之建築設計研究】,國立成功大學建築研究所碩士論文,民國97年6月。
    12. Douglas P.Taylor,【History,Design,and Applications of Fluid Dampers in Structural Engineering】,http://www.taylordevices.com.papers/history/design.htm
    13. 李俊德,【液流阻尼器特性測試之研究】,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,民國92年6月。
    14. 葉家君,【液流阻尼器之非線性行為在結構控制上之研究】,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,民國93年6月。
    15. 張晏豪,【液流阻尼器結構防震設計基因演算法之研究】,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,民國94年6月。
    16. 盧思源,【矽液對液流阻尼器效能影響之研究】,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,民國89年6月。
    17. 張志瑋,【足尺寸含氣室液流阻尼器特性試驗】,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,民國96年6月。

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    校外:2009-07-07公開
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