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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃偉倫
研究生(外文):Huang, Wei-room
論文名稱:建築物基本振動周期與尺寸之迴歸分析
論文名稱(外文):Regression Analysis to Fundamental Period and Size of Buildings
指導教授:洪李陵洪李陵引用關係
指導教授(外文):Hu Dar Shu
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:土木工程研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1997
畢業學年度:85
語文別:中文
論文頁數:90
中文關鍵詞:迴歸分析基本振動周期
外文關鍵詞:Regression AnalysisFundamental Period
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摘 要

本文利用交通部中央氣象局之強震監測計畫在全省不同高度的建築物所收
錄之加速度歷 時,以ARX模式遞迴法識別出結構系統之頻率轉換函數後,
再推定2棟鋼骨鋼筋混凝土建 築物、5棟鋼骨建築物以及21棟鋼筋混凝土
建築物之長向與短向的基本振動周期。文中以識別所得之基本振動周期與
現行建築技術規則和即將頒行之耐震設計條文及規範中建議 的經驗公式
作一比較,發現新、舊規範所建議的經驗公式極有可能過度高估建築物的
基 本振動周期。本文以\識別周期進行迴歸分析,發現識別周期隨樓高變
化的次方項與規範公式相近,但比例常數項則小於規範甚多。同時發現建
築物平面尺寸對預測基本振動周 期的作用不大,且使用時間對基本振動
周期的改變影響不明顯。 緒 論

近年來,大型地震災害頻傳,尤其以1994年1月17日美國洛杉磯地區北嶺
地震 及1995年 1月17日日本阪神淡路之地震 所造成的震害最受矚目。這
兩次地震的震央皆位於人口密 度甚高之都會區附近,而地主國為土木工
程科技極為發達的國家,但卻同樣無法免於震 災。反觀台灣地區位處於
環太平洋地震帶,且根據嘉南地區破壞性地震近似周期性出現 之記錄,
顯示該地區已進入強震危險期,是以結構物耐震設計課題之研究及相關規
範之 修訂尤其不可輕忽。

我國現行建築技術規則規定高樓的耐震設計可以靜力法為之,且工址正規
化加速度反應 譜係數與建築物基本振動周期 息息相關。而基本振動周期
又因結構型態、材料、隔間、地下室構造以及施工習慣等之不同而有所差
異。所以實測我國高樓的基本振動周期,以 求得本土化的經驗公式實為
相關設計之重要環節。一般而言,測定樓房之基本振動周期 有很多方式
,但以測錄樓房受強震時的反應來識別基本振動周期最具實用價值。傳統
的 結構動力分析以直接運算法(direct-method)計算基本振動周期;然而
,由於結構物組 成之複雜性與材料、施工之不確定性等,往往使得所建
立的數學模式與真實的結構物之 間互有出入。有鑑於此,本文依據中央
氣象局在台灣各地區裝設的結構物強震監測系統 所蒐集之地震資料,以
系統識別的方法推求多所結構物之基本振動周期。並以所得的基 本振動
周期對結構物的立面和平面尺寸進行迴歸分析,期能獲致適合台灣地區的
經驗公 式。

本文之研究過程可分為下列兩個部份:

一﹑利用電機、控制與系統工程等領域中已廣為使用的線性差分方程式,
在離散時間域 中,針對單一輸入、多處輸出(SIMO)之量測記錄,以ARX模
式,採遞迴法識別出結構系 統之頻率轉換函數後,再推定其基本振動周
期。量測樓房有幾十座,每一樓房亦記錄了 多次事件之地震資料,故可
建立建築物基本振動周期與尺寸之相關資料庫。

二﹑運用該資料庫檢討現行規範所訂定之經驗公式,以及民國85年新修正
建築技術規則 建築構造篇耐震設計條文及規範所建議之公式,並進一步
探討建築物平面尺寸與基本振 動周期之相關性,最後考慮使用年限的影
響。

本文共分五章,第一章為緒論。第二章介紹離散時間域轉換函數與數種常
用模式,同時 並探討遞迴式識別之係數推定法。第三章說明建築物之適
當簡化模型及推定基本振動周 期的過程。第四章則為基本振動周期經驗
公式之迴歸分析。第五章為結論與建議。
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