臺灣博碩士論文加值系統

台灣位於歐亞大陸板塊和菲律賓海板塊之交界帶，以致於地震活動十分頻繁。災區醫療院所的醫療搶救設備、半導體產業晶圓廠及核能電廠之核子反應爐等建築廠房與一般樓房建築相比，除了結構型態上之差異，最大的特色在於其生產設備在整體成本中佔了相當大的比例，一旦這些設備系統受震損毀，將會帶給國家相當大的經濟衝擊，並且危害到人民的性命安全，故我們應重視設備系統的安全與否，並且對於合成系統的整體動力反應須有一定的認知，才能夠對設備系統進行抗震設計。過去分析設備物動力反應所採用的方法，不是需要耗費大量的電腦運算時間，就是忽略了主結構與設備物合成系統的固有特性，採用比例阻尼來近似求解，因此本文首先針對主結構與設備物所組成之非比例阻尼合成系統，利用狀態空間數值原理求得振態解，再提出可運用於複數振態之振態疊加法，最後再推導出可適用於非比例阻尼系統之反應譜法，以提供更為簡便且快速的方法。
在分析合成系統時，必須要考慮主結構與設備物兩者間的協調（tuning
）、互制（interaction）與非比例阻尼（non-classical damping）之三大動力特性，故本文首先探討三大動力特性對於單自由度主結構與單自由度設備物所組成之二自由度合成系統的影響，並推導出是否該考慮或忽略三大影響因素之判斷準則。接著繼續探討多自由度主結構與多自由度設備物組成之合成系統，依據此兩子系統各自的基本振態特性，並引入第四個動力特性影響因素－空間偶合參數，再藉由協調判斷準則來判定各振態協調與否，最後進行振態修正以得合成系統之振態近似解。最後則提出適用於非比例阻尼系統之振態疊加公式以及反應譜法，並將其擴展至分析含黏彈性阻尼器之合成系統。

This paper utilizes complex modal analysis technique to deal with a non-classical damping composite system, which consist of a primary and a secondary systems. The outcome is presented by a response spectrum which is more convenient in the application of design. The interaction, tuning and non-classical damping between sub-systems must be taken into account in the structural analysis of composite system. The present study obtains the modal characteristics of the composite system by simple analysis method. The method offers a less numerical labor than the ordinary one. In regard to a composite system with added viscoelastic dampers, the study focuses on each individual sub-system and modifies the modal shapes by two phases. By using so, the analytical complexity is reduced substantially.

第 一 章 導 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 二 章 二自由度合成系統理論 7
2－1 概述 7
2－2 二自由度合成系統之影響特性及系統參數 8
2－3 二自由度合成系統之振態分析 10
2－4 二自由度合成系統之近似通解 15
2－5 協調、互制與非比例阻尼的影響與判斷準則 17
2－6 範例說明與結論 20
第 三 章 多自由度合成系統理論 23
3－1 概述 23
3－2 多自由度合成系統 24
3－3 主結構系統之非協調振態（primary detuned modes） 31
3－4 設備物系統之非協調振態（secondary detuned modes）33
3－5 單一協調振態（singly tuned modes） 35
3－6 多重協調振態（multiply tuned modes） 36
3－7 範例說明與結論 39
第 四 章 以反應譜法求合成系統之動力反應 43
4－1 概述 43
4－2 合成系統之反應譜法 43
4－3 振態疊加法則 48
4－3－1 SRSS法 48
4－3－2 廣義CQC法 49
4－4 範例說明與結論 50
第 五 章 含線性黏彈性阻尼器之合成系統分析 53
5－1 概述 53
5－2 黏彈性阻尼器之重要特性及簡介 54
5－3 含黏彈性阻尼器系統的分析方法 55
5－4 高阻尼比系統之反應譜法 61
5－5 範例說明與結論 62
第 六 章 結論與展望 67
6－1 結論 67
6－2 展望 69
參 考 文 獻 70
附 錄 109

【1】龍應騰 “協調與動力互制下設備物反應值的理論推導與實驗分析” 國立台灣大學土木工程學研究所博士論文，田堯彰＆高建彰教授指導,民國81年1月
【2】T. Igusa & A. Der Kiureghian “Generation of Floor Response Spectra Including Oscillator-Structure Interaction” Earthquake Engineering and Structural Dunamics, Vol. 13, 1985, pp. 661-676.
【3】J. M. Kelly & J. L. Sackman “Response Spectra Design Methods For Tuned Equipment-Structure System” Journal of Sound and Viration, 59（2）, 1978, pp. 171-179.
【4】J. L Sackman, A. Der Kiureghian & Bahram Nour-Omid ”Dynamic Analysis of Light Equipment In Structures：Modal Properties of The Combined System” Journal of Engineering Mechanics, Asce, Vol. 109, No. 1, 1983, pp. 73-89.
【5】T. J. Ingham & J. L. Sackman ”Some Methods for The Analysis of Equipment-Structure Interaction” Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 12, 1984, pp. 583-601.
【6】T. Igusa & A. Der Kiureghian ”Dynamic Characterization of Two Degree of Freedom Equipment-Structure System” Journal of Engineering Mechanics, ASCE, Vol. 111, No. 1, 1985, pp. 1-19.
【7】T. Igusa & A. Der Kiureghian ”Dynamic Response of Multiply Supported Secondary System” Journal of Engineering Mechanics, ASCE, Vol. 111, No. 1, 1985, pp. 20-41.
【8】龍應騰 “結構內設備之動力反應分析” 國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文，田堯彰教授指導，民國76年6月
【9】周永富 “反應譜在設備動力分析的應用” 國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文，田堯彰教授指導，民國79年6月
【10】賴維正 “考慮設備物扭態的動力反應分析” 國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文，田堯彰教授指導，民國82年6月
【11】吳宗翰 “考慮偏心的設備物動力反應分析” 國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文，田堯彰教授指導，民國88年6月
【12】陳柏愷 “考慮基底隔震的設備物動力反應分析” 國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文，田堯彰教授指導，民國94年6月
【13】陳信童 “以反應譜法分析隔震建物內之次結構的動力反應” 國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文，田堯彰教授指導，民國95年6月
【14】T. Igusa, A. Der Kiureghian & J. L. Sackman “Modal Decomposition Method for Stationary Response of Nonclassically Damped System” Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 12, No. 1, 1984, pp. 121-136.
【15】A. Curnier “On Three Modal Synthesis Variants” Journal of Sound and Viration, Vol. 90, No. 4, 1983, pp. 527-540.
【16】A. S. Veletsos & C. E. Ventura “Modal Analysis of Non-classically Damped Linear Systems” Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 14, 1986, pp. 217-243.
【17】A. K. Chopra “Dynamics of structures” Theory And Applications To Earthquake Engineering, Second Edition, 2001.
【18】R. Sinha & T. Igusa “CQC and SRSS Methods for Non-classically Damped Structures” Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 24, 1995, pp. 615-619.
【19】M. H. Tsai & K. C. Chang “A Study of The Modal Strain Energy Method for Viscoelastically Damped Structures” Journal of Chinese Institute of Engineers, Vol. 24, No. 3, 2001, pp. 311-320.
【20】張國鎮，黃震興，蘇晴茂 & 李森(木冄) “結構消能減震控制及隔震設計” 全華科技圖書，2005年3月初版二刷
【21】S. T. Mau “A subspace modal superposition method for non-classically damped systems” Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 16, 1988, pp. 931-942.
【22】G. B. Warburton & S. R. Soni “Error in response calculation for non-classically damped structures” Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 5, 1977, pp. 365-376.
【23】A. Bilbao, R. Aviles, J. Agirrebeitia & G. Ajuria “Proportional damping approximation for structures with added viscoelastic dampers” Finite Elements in Analysis and Design, Vol. 42, 2006, pp. 492-502.