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研究生: 劉雨昇
Liu, Yu-Sheng
論文名稱: 中間層隔震建築等值模型之識別與評估
Identification and Evaluation of the Equivalent Model of Mid-Story Isolated Buildings
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: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 238
中文關鍵詞: 基礎隔震中間層隔震系統識別鉛心橡膠支承速度型阻尼器雙線性模型等值慣性力中間層隔震等值反應預估模型
外文關鍵詞: Mid-story isolation, System identification, Lead-Rubber bearings, Bilinear model, Equivalent inertial force
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  • 近年來由於基礎隔震的概念逐漸被大眾所接受,加上都市人口集中及土地取得不易等因素,中間層隔震之建築物也開始逐漸被學界及工程界所關注,也使得在近年來國內外紛紛對中間層隔震去展開相關的研究和試驗。本文主要針對中間層隔震結構物,利用有限感測器之加速度量測資料,識別該中間層隔震建築上、下部之結構系統參數及隔震墊和阻尼器的重要參數,再利用SAP2000商業軟體針對這些參數建立一個能夠預估健康狀態下實際結構反應的等值反應預估模型,後續可以利用此模型來預估出此結構物受到不同地震的反應,若跟當初處於健康狀態下的預估反應有變化時,則能迅速推測出該結構物之隔震墊或是阻尼器是否有老化或損壞之情形發生,可以提供住戶即時監測資訊並協助專業人員對於可能損壞之部份進行後續之檢測及維修的工作。

    The main purpose of this study is to identify the system parameters of superstructure, substructure as well as the lead-rubber bearings coupled with viscous-dampers of mid-story isolated buildings by using limited acceleration measurements. By assuming they are within their linear range, the superstructure and substructure are identified by using the OKID/ERA identification methods. Thereafter, a few important parameters of the isolators and viscous-dampers are identified by assuming bilinear hysteries models. By combing the aforementioned parameters, the equivalent model of a mid-story isolated building can be established to predict its behavior subjected to future earthquake events. The equivalent model can not only help us to estimate the responses of mid-story isolated building after different earthquakes but can also be an important reference to assess whether isolators or dampers are damaged or not.

    致謝 XI 目錄 XII 表目錄 XV 圖目錄 XIX 符號表 XXXIV 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、 理論推導與驗證 10 2.1 觀測器/卡曼濾波器識別方法(OKID) 10 2.1.1 基本觀測器方程式 10 2.1.2 計算馬可夫參數 15 2.2 特徵系統實現理論(ERA) 18 2.2.1 特徵系統實現法(ERA) 18 2.2.2 離散空間模型參數轉換成系統動態參數之方法 22 2.3 鉛心橡膠支承模型說明 24 2.4 推導隔震層剪力之等值慣性力 27 2.5 由識別結果反求結構系統參數 29 2.5.1 模態分析之理論推導 29 2.5.2 反求結構系統參數 33 第3章、 中間層隔震之數值模擬與驗證 36 3.1 規範隔震元件參數設定流程解說 36 3.2 中間層隔震模型之建立與識別方法之驗證 39 3.2.1 上、下部結構模型設定與驗證 40 3.2.2 隔震墊之設定和識別流程之說明與驗證 42 3.3 兩層樓之中間層隔震建築物模型等值模型之驗證與建立 45 3.3.1 模型設定說明 45 3.3.2 各樓層等值慣性力與隔震層剪力之驗證 46 3.3.3 識別隔震墊參數之步驟與說明 46 3.3.4 輸入不同大小震波外力對於識別結果之影響 47 3.3.5 識別等值上、下部樓層勁度 49 3.3.6 等值隔震模型和原始模型之建立與驗證 50 3.4 擬實際建築物模型等值中間層隔震預估模型之建立 50 3.4.1 上、下部結構系統參數之識別 51 3.4.2 隔震墊參數之識別 52 3.4.3 等值中間層隔震預估模型之建立 52 3.5 上部結構輸出多寡之影響 53 3.5.1 隔震墊識別參數 53 3.5.2 上部結構等值勁度矩陣組合之選取 54 3.5.3 等值隔震模型輸出反應 55 3.6 對於有安裝液流阻尼器之建築物其識別流程與效果探討 56 3.6.1 液態黏性阻尼器介紹 56 3.6.2 液態黏性阻尼器力學性質 56 3.6.3 阻尼器等效阻尼比之計算 57 3.6.4 SAP2000阻尼器設定 58 3.6.5 單自由度框架加裝阻尼器驗證 58 3.6.6 不同外力形式對於裝設阻尼之隔震結構識別結果之探討 59 3.6.7 對於有裝設阻尼之隔震結構識別流程之修正 60 3.7 小結 63 第4章、 實際中間層隔震等值預估模型 118 4.1 台大新建大樓之建築物基本資料 118 4.1.1 樓房結構物體系簡述 118 4.1.2 強震儀裝放位置與建築物平面與立面圖 119 4.2 地震資料說明 119 4.3 比較自由場與基底輸入之加速度探討土壤互制效應 120 4.3.1 探討隔震層下部結構是否為一剛體 120 4.4 探討各方向之感測器資料 121 4.4.1 以位移量來檢查隔震墊啟動狀態 121 4.4.2 比較同樓層中兩側的扭轉效應 122 4.4.3 受不同大小地震時之隔震效果探討 122 4.5 等值中間層隔震預估模型之建立 126 4.5.1 以OKID/ERA識別上、下部樓層之結構頻率及系統參數 126 4.5.2 利用等值慣性力遲滯迴圈識別隔震墊參數 129 4.5.3 等值中間層隔震預估模型之反應比較 131 4.5.4 阻尼器或隔震墊受損後之預估 133 第5章、 結論與建議 228 5.1 本文結論 228 5.2 後續建議 230 參考文獻 233

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    下載圖示 校內:2019-08-26公開
    校外:2019-08-26公開
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