目 錄 摘要…………………………………………………………………… Ⅰ 英文摘要……………………………………………………………… Ⅱ 致謝…………………………………………………………………… Ⅲ 目錄…………………………………………………………………… Ⅳ 表目錄………………………………………………………………… Ⅶ 圖目錄………………………………………………………………… Ⅷ 第一章 緒論…………………………………………………………… 1 1.1 前言……………………………………………………………… 1 1.2 研究背景與文獻回顧………………………………………… 1 1.3 本文內容………………………………………………………… 4 第二章 液流阻尼器之運動方程式與其解…………………………… 6 2.1 推導運動方程式………………………………………………… 6 2.1.1 單自由度系統………………………………………………… 6 2.1.2 多自由度系統………………………………………………… 7 2.2 數值解(線性加速度法)………………………………………… 11 2.3 數值方法的驗證………………………………………………… 17 2.3.1 單自由度n=1之公數正確解………………………………… 17 2.3.2 單自由度數值解法一與正確解比較………………………… 19 2.3.3 單自由度數值解法二與正確解比較………………………… 22 2.3.4 多自由度數值方法的驗證…………………………………… 23 第三章 基因演算法簡介……………………………………………… 36 3.1 文獻回顧………………………………………………………… 36 3.1.1 編碼…………………………………………………………… 39 3.1.2 隨機產生初始族群…………………………………………… 41 3.1.3 複製與交配…………………………………………………… 42 3.1.4　存留、淘汰與突變…………………………………………… 45 3.1.5　基因演算法流程……………………………………………… 47 3.2 適應函數(fitness function)………………………………… 49 3.2.1 基底剪力……………………………………………………… 50 3.2.2 層間變位……………………………………………………… 51 3.2.3 相對加速度…………………………………………………… 53 3.2.4 阻尼器出力…………………………………………………… 54 3.2.5 系統吸收能量………………………………………………… 55 3.2.6 適應函數值…………………………………………………… 56 第四章 多自由度含液流阻尼器系統之分析………………………… 57 4.1 實例分析之參數設定…………………………………………… 57 4.1.1 寬頻地震力(El Centro)…………………………………… 60 4.2.2 窄頻低頻地震力(921-TCU107)……………………………… 61 4.1.3 窄頻且頻率介於第一、二振態間地震力(921-CHY041)……… 62 4.1.4 單頻高頻簡諧外力( )……………………………………… 62 4.2 三層樓加裝同阻尼器之比較…………………………………… 63 4.21. El Centro地震力…………………………………………… 64 4.2.2. TCU107地震力……………………………………………… 64 4.2.3. CHY401地震力……………………………………………… 65 4.2.4. 外力………………………………………………………… 65 4.3 三層樓加裝不同阻尼器之最佳化配置………………………… 66 4.3.1 位移控制取向………………………………………………… 67 4.3.2 加速度控制取向……………………………………………… 68 4.3.3 整體最佳化…………………………………………………… 69 4.3.4 綜合評比……………………………………………………… 70 4.3.5 驗證…………………………………………………………… 71 第五章 結論與建議…………………………………………………… 86 5.1 結論……………………………………………………………… 86 5.2建議………………………………………………………………… 87 參考文獻……………………………………………………………… 89 附錄一 單自由度數值方法MATLAB程式碼………………………… 94 表目錄 表3-1 阻尼器編號、n值與編碼表………………………………… 40 表4-1 阻尼器n值與c值(El Centro, 15噸)……………………… 79 表4-2 阻尼器n值與c值(TCU107, 15噸)…………………………… 79 表4-3 阻尼器n值與c值(CHY041, 15噸)…………………………… 80 表4-4 阻尼器n值與c值( , 5噸)…………………………………… 80 表4-5 位移控制取向最佳配置……………………………………… 81 表4-6 位移控制取向最差配置……………………………………… 81 表4-7 加速度控制取向最佳配置…………………………………… 82 表4-8 加速度控制取向最差配置…………………………………… 82 表4-9 受El Centro地震力最佳化設計…………………………… 83 表4-10 受TCU107地震力最佳化設計……………………………… 83 表4-11 受CHY041地震力最佳化設計……………………………… 84 表4-12 最佳化配置表………………………………………………… 84 表4-13　El Centro之位移控制取向最差配置前5名………………… 85 圖目錄 圖1-1 液流阻尼器力與速度隨速度指數變化圖…………………… 5 圖2-1 質量-彈簧-阻尼系統示意圖………………………………… 7 圖2-2 三自由度系統示意圖………………………………………… 7 圖2-3 三自由度系統受力示意圖…………………………………… 8 圖2-4 三自由度系統示意圖………………………………………… 10 圖2-5 線性加速度假設……………………………………………… 13 圖2-6 疊代10次數值解法一與正確解位移誤差比較圖…………… 26 圖2-7 疊代10次數值解法一與正確解速度誤差比較圖…………… 26 圖2-8 疊代10次數值解法一與正確解加速度誤差比較圖………… 27 圖2-9 數值解法一疊代1次與10次位移誤差比較圖……………… 27 圖2-10 數值解法一疊代1次與10次速度誤差比較圖……………… 28 圖2-11 數值解法一疊代1次與10次加速度誤差比較圖…………… 28 圖2-12 數值解法一疊代1~20次誤差比例比較圖………………… 29 圖2-13 數值解法一疊代1~20次誤差比例比較圖………………… 29 圖2-14 疊代10次數值解法二與正確解位移誤差比較圖………… 30 圖2-15 疊代10次數值解法二與正確解速度誤差比較圖…………… 30 圖2-16 疊代10次數值解法二與正確解加速度誤差比較圖………… 31 圖2-17 數值解法二疊代1次與10次位移誤差比較圖……………… 31 圖2-18 數值解法二疊代1次與10次速度誤差比較圖……………… 32 圖2-19 數值解法二疊代1次與10次加速度誤差比較圖…………… 32 圖2-20 數值解法二疊代1~20次誤差比例比較圖………………… 33 圖2-21 數值解法二疊代1~20次誤差比例比較圖………………… 33 圖2-22 三自由度一樓反應比較圖………………………………… 34 圖2-23 三自由度二樓反應比較圖………………………………… 34 圖2-24 三自由度三樓反應比較圖………………………………… 35 圖3-1 國家地震中心鋼結構實尺模型圖…………………………… 38 圖3-2 基因、染色體 與 樓房、阻尼器示意圖…………………… 41 圖3-3 隨機產生10組基因圖………………………………………… 42 圖3-4 交配示意圖…………………………………………………… 44 圖3-5 三層樓交配示意圖…………………………………………… 45 圖3-6 局部最佳化示意圖…………………………………………… 46 圖3-7 基因演算法流程圖…………………………………………… 48 圖3-8 樓層受力示意圖……………………………………………… 50 圖3-9 頂樓位移示意圖……………………………………………… 52 圖3-10 相對加速度示意圖………………………………………… 54 圖4-1 El Centro加速度歷時與頻譜……………………………… 73 圖4-2 TCU107加速度歷時與頻譜…………………………………… 73 圖4-3 CHY041加速度歷時與頻譜…………………………………… 74 圖4-4 外力歷時與頻譜……………………………………………… 74 圖4-5 結構反應(El Centro)………………………………………… 75 圖4-6 結構反應(TCU107)…………………………………………… 76 圖4-7 結構反應(CHY041)…………………………………………… 77 圖4-8 結構反應( )………………………………………………… 78