臺灣博碩士論文加值系統

內政部建築研究所委託成功大學土木工程系，共同於成功大學歸仁校區內興建大型戶外研究設施，包含長18公尺、寬12公尺的實驗平台及在其之上長、寬12公尺、單層樓高4公尺的實尺寸鋼構實驗屋。實驗平台上部與下部結構間由12顆劦承精密所製之CC-SB150盤式支承墊作為連結。
歷年來針對實尺寸鋼構實驗屋之局部梁、柱進行多次火燒實驗，藉以探究火災對鋼構架結構物所產生的影響。在各次火害實驗前後，利用成功大學土木系之MK-155U離心質量激振系統作為外部激振力，對鋼構實驗屋進行系統掃頻，改變激振質量塊的重量及實尺寸鋼構實驗屋頂樓的48個水桶內之水量，進行多次動態實驗。量測平台一樓與鋼構實驗屋頂樓的反應，根據系統識別之理論，對量測之訊號結果作後續處理與分析，識別出結構基本振動頻率。
本文詳加論述各次火害實驗之實驗環境，及各次動態實驗在現地遇到的狀況和擷取到的實驗訊號出現的各種狀況。針對不同的狀況該如何作處理也在本文做完整的說明。參考各項訊號處理的過程，本文建議一套火害前後鋼構屋結構基本振動頻率識別作業流程。將其應用在不同量測擷取系統所得之實驗訊號結果，驗證此流程對所有量測擷取系統的適用性。
最後，由各次火害實驗及動態實驗所獲取的經驗，對未來相關實驗提供適當建議。

Researchers from the Architecture and Building Research Institute (ABRI) of Taiwan and the Department of Civil Engineering of National Cheng Kung University (NCKU) built a large outdoor fire research facility at the Kuei-Jen campus of NCKU. It includes a platform which is 18 meters long and 12 meters wide, and a 4 meters high single-story full-scale steel building which is 12 meters long and wide. There are 12 low-friction pot bearings installed between the platform and the raft foundation. To investigate the behavior of steel buildings exposed to fire, the full-scale steel building has gone through several fire experiments, which were designed to expose the local beams or beam-column joints to fire. Before and after each fire experiment, forced-vibration experiments are performed. In the forced-vibration experiment, the MK-155U Eccentric Mass Shaker System provides external force to the full-scale steel building in different frequencies. The accelerations of the isolated platform and the roof of the full-scale steel building are measured. According to the theory of system identification, the signals of the measurement are able to identify the fundamental frequency of the full-scale steel building. This thesis depicts the experimental environment of each fire experiments, as well as each forced-vibration experiments. And how to deal with different signals is also explained in detail. At last, we set up a standard operating procedure for fundamental frequency identification of full-scale steel building exposed to fire. Apply it to the experimental signals obtained by different measurement systems to verify the applicability of this process to all measurement systems.

摘要 I
EXTEND ABSTRACT II
誌謝 X
目錄 XI
表目錄 XIII
圖目錄 XIV
第1章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 1
1.3 鋼構實驗屋歷年研究 2
1.4 本文內容 3
第2章 實驗訊號處理與分析 10
2.1 實驗識別理論 10
2.2 實驗訊號處理 11
2.2.1 AD/DA轉換異常處理 11
2.2.2 降低取樣頻率 12
2.2.3 Butterworth濾波器階數選擇 12
2.2.4 量測加速度與量測位移關係驗證 13
2.3 訊號分析流程 14
第3章 切削減弱式接頭鋼梁(RBS)與樑柱接頭火害前後之影響 44
3.1 切削減弱式接頭鋼梁(RBS)與樑柱接頭火害實驗 44
3.2 各動態實驗現場狀況 44
3.3 實驗訊號分析結果 45
3.4 結構基本振動頻率 46
第4章 剪力連接複合鋼梁火害前後之影響 98
4.1 剪力連接鋼梁火害實驗 98
4.2 各動態實驗現場狀況 98
4.3 實驗訊號分析結果 98
第5章 結論與建議 118
5.1 結論 118
5.2 建議 118
參考文獻 120

[1]B. R. Kirby. Large Scale Fire Tests: the British Steel European Collaborative Research Programme on the BRE 8-Storey Frame. Fire Safety Science 5: 1129-1140. doi:10.3801/IAFSS.FSS.5-1129. England, UK (1997)
[2]O'Connor, M. A. and Martin D. M. Behaviour of a Multi-Storey Steel Framed Building Subjected to Fire Attack. Journal of Constructional Steel Research, 46:1-3, Paper No. 169 (1998)
[3]Behaviour of steel framed structures under fire conditions. Main Report, DETR-PIT Project, School of Civil and Environmental Engineering, The University of Edinburgh (2000)
[4]Full-Scale Structural and Nonstructural Building System Performance during Earthquakes ＆ Post-Earthquake Fire. http://nees.ucsd.edu/projects/2011-five-story/
[5]Erica Dawn Jacobsen. Forced Vibration Testing and Analysis of Pre- and Post- Retrofit Buildings. The Faculty of California Polytechnic State University (2011)
[6]Jer-Nan Juang, NASA Langley Research Center. Applied System Identification (1994)
[7]陳舜田等人，「壓力作用下混凝土材料火害後之力學行為」，國家科學委員會專題研究計畫報告NSC78-0410-E011-3 (1990)
[8]盧煉元，「結構隔減震技術講義」，國立成功大學土木研究所(2015)
[9]李其忠，「鋼筋混凝土結構梁柱接頭火害後強度初估」，內政部建築研究所自行研究成果報告(2009)
[10]李其忠，「鋼筋混凝土複合構件火害安全模擬評估研究」，內政部建築研究所自行研究成果報告(2009)
[11]經濟部中央標準局 建築物構造部分耐火試驗法 CNS 12514 A3305 (2010)
[12]李鎮宏，「鋼結構梁柱組合火害行為數值分析與驗證研究」，內政部建築研究所自行研究成果報告(2008)
[13]簡丞宏，「H型鋼柱高溫整體結構行為研究」，碩士論文，國立高雄第一科技大學營建工程研究所，高雄(2008)
[14]鄭瑋，「實尺寸複合梁鋼構架高溫火害行為之數值模擬」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2011)
[15]林家毅，「鋼骨鋼筋混凝土邊柱之火害行為」，碩士論文，國立交通大學土木工程研究所，新竹(2012)
[16]張國鎮，「加黏彈性阻尼器足尺結構之研究(一)」，國家地震中心研究報告NCREE-95-006 (2006)
[17]葉錦勳、盧煉元、鐘立來、黃炯憲，「裝置隔震、消能元件之鋼結構強迫振動試驗-含空構架及裝置加勁阻尼器」，國家地震中心研究報告NCREE-96-013 (2007)
[18]盧煉元、黃炯憲、卞志堅，「淺基礎之強迫振動實驗」，國家地震中心研究報告NCREE-98-013 (2009)
[19]盧煉元、蔡益超、羅俊雄、陳正興，「振動器生產器之原理、強迫振動之拱壩之應用、強迫震動在土壤結構互制上之應用」振動產生器及其在地震工程上之應用研討會
[20]朱聖浩、朱世禹，「複合性災害實驗用實尺寸鋼構屋結構行為研究」，內政部建築研究所委託研究報告(2015)
[21]朱聖浩、鍾興陽、朱世禹，「實尺寸鋼構屋之剪力連接複合鋼梁火害結構行為研究」，內政部建築研究所委託研究報告(2016)
[22]朱聖浩、鍾興陽、朱世禹，「實尺寸鋼構屋彎矩連接與剪力連接鋼梁之火害結構行為研究」，內政部建築研究所委託研究報告(2017)
[23]朱聖浩、鍾興陽、朱世禹，「實尺寸鋼構屋切削減弱式接頭鋼梁(RBS) 與梁柱接頭之火害結構行為研究」，內政部建築研究所委託研究報告(2018)
[24]李其忠、鍾興陽，「實尺寸鋼構架屋區劃空間之真實火害燃燒行為初探」，內政部建築研究所(2018)
[25]邱政龍，「現地實驗觀測橋梁動態行為之研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2015)
[26]余耀宇，「應用隔震平台與激振器進行鋼構屋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(2016)
[27]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(2017)
[28]陳奕豪，「實尺寸鋼構屋之靜態及動態火害實驗研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2017)
[29]顏崧淵，「HHT應用於實尺寸鋼構屋動力分析之研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南(2018)