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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:賴興國
研究生(外文):Hsing-Kuo Lai
論文名稱:安裝增效式阻尼裝置樓房之水平雙向振動台試驗與分析
論文名稱(外文):The building equipped with the EEDS subjected to 2D horizontal shaking table tests and analyses.
指導教授:唐治平唐治平引用關係
指導教授(外文):Jhy-Pyng Tang
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
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:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:221
中文關鍵詞:樓房地震增效式阻尼裝置水平雙向振動台試驗
外文關鍵詞:buildingearthquakeEEDSshaking table test
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摘 要
本研究進行安裝增效式阻尼裝置樓房結構水平雙向振動台試驗,並與Sap2000數值模型理論分析計算結果比較,其目的在(一)瞭解增效式阻尼裝置於降低樓房地震反應、增進樓房耐震能力的效果,與(二)瞭解結構動態理論分析與試驗結果之差距,以期發展出適合應用於樓房結構之消能裝置系統,以及可靠之結構耐震分析方法,供工程界之參考及應用。
試驗模型為三層之鋼構樓房(平面4.5m*3m、總高9.3m、總重約38噸),於弱軸方向裝設增效式阻尼裝置,可調整為十一種不同阻尼比之結構,震動台地震輸入調整PGA之美國EL. Centro地震記錄、台灣集集Chi-Chi地震紀錄與日本阪神Kobe地震記錄,共計進行48組試驗。研究結果顯示,增效式阻尼裝置可大量提升樓房結構之耐震能力,為良好之減震裝置,且理論分析能充分掌握樓房之地震反應,可供工程界設計分析之用。
ABSTRACT
In the present study, the shaking table tests of a 3-story building model equipped with the efficiency-enhanced damping device system (EEDS) subjected to 2D horizontal excitations are carried out. In addition, the Sap2000 software is used to compute the dynamic responses and the value of damping ratios of the building models. The objectives are (a) to investigate the capability of vibration reduction of the EEDS when it is used on a building and (b) to examine the difference among the results of numerical computations and the experimental results of the dynamic responses of a building with the EEDS. It is expected that an effective vibration reduction system for buildings can be developed and a reliable method of numerical computation for a building with energy dissipation system can be obtained.
The building model is equipped with the EEDS along the weak axis. Eleven sets of damping ratio are achieved by adjusting the leverage and the number of linear fluid dampers used of the EEDS. The EL. Centro, the Chi-Chi and the Kobe earthquakes are used as excitations. Totally 48 sets of tests are carried out. Based on the response data collected, it is found that the EEDS can improve the aseismatic capability of a building to a great extent. In addition, the dynamic responses of a building equipped with the EEDS to earthquakes can be predicted by numerical analysis accurately. Therefore, the EEDS is one of the effective vibration reduction systems that can be used on a building in practice.
目錄
第一章 緒論1
1-1 研究動機1
1-2 研究目的2
1-3 文獻回顧3
1-4 本文內容4
第二章 增效式阻尼裝置簡介6
2-1 線性液體式阻尼器6
2-2 樓房用增效式阻尼裝置9
第三章 模型水平雙向振動台試驗10
3-1 振動台系統簡介10
3-2 三層樓實際尺寸鋼結構之基本特性12
3-3 線性液體阻尼器特性13
3-4 增效式裝置設計13
3-5 量測裝置14
3-6 實驗規劃15
第四章 試驗結果分析16
4-1 信號處理16
4-1-1 信號16
4-1-2 取樣頻率16
4-1-3 失真17
4-2 基線修正17
4-3 濾波17
4-3-1 數位濾波器之優缺點18
4-3-2 Butterworth數位濾波器19
4-3-3 Butterworth數位濾波器之應用實例20
4-4 離散點積分試驗結果20
4-5 各樓層加速度歷時試驗結果21
4-6 各樓層相對位移歷時試驗結果22
4-7 各樓層應變歷時試驗結果23
4-8 結構自然振態頻率24
4-9 系統識別25
第五章 數值模擬與試驗結果比較27
5-1 建立3-D有限元素數值模型27
5-1-1 基本性質27
5-1-2 加速度歷時輸入27
5-1-3 增效式阻尼裝置之理論接點束制(Constraint)狀況28
5-1-4 阻尼係數修正28
5-2 數值結果與試驗結果比較29
5-2-1 誤差29
5-2-2 離散點積分結果比較30
5-2-3 各樓層加速度結果比較30
5-2-4 各樓層相對位移結果比較30
5-2-5 結構自然振態頻率比較30
5-2-6 結構第一振態阻尼比結果比較31
5-3 討論31
第六章 結論與建議33
6-1 結論33
6-2 建議33
參考文獻35
參考文獻[1]柯忠良,(2000),"高阻尼樓房結構耐震研究",碩士論文,國立中央大學土木工程研究所。[2]陳明錚,(2001),"樓房用增效式阻尼裝置之振動台試驗",碩士論文,國立中央大學土木工程研究所。[3]Yang,J.N.,(1996),”Overview of Protective System”,Workshop on Application of Various Protective Systems to Bridge and Structure,Taipei,Taiwan pp.1-86。[4]張荻薇,(1989),“隔震技術在橋梁工程之應用“,結構工程第四卷,第四期,pp.69-80。[5]Liang , Z ,Lee , G.C. and Tong , M,(1995),“On a theory of complex Damping “ , Proceedings of Damping 91 , San Diego , Ca, USA ,pp.JCA-1-JCA-19。[6] Constantinou,M.C. and M. D. Symans,(1993)“Experimental Study Of Seismic Response Of Buildings With Supplemental Fluid Dampers”,The Structural Design Of Tall Buildings ,Vol.2,pp.93-132。[7]Makris,N.,(1996),”Lecture Notes on Liquid Dampers for Seismic Protecion Applications”,Workshop on Applications of Various Protective Systems to Bridge Structures,Taipei,Taiwan,ROC,pp.143-165。[8]李維森,(1997),“線性液體阻尼器於橋梁耐震工程上之應用研究“,國立中央大學土木工程學系博士論文。[9]張國鎮,朱毅倫,林裕淵,蔡孟豪,(1999),“加黏彈性阻尼器實尺寸鋼結構振動台實驗與分析“,國家地震工程研究中心,NCREE-99-029。[10]Tang , J. P. ,Lee ,J. S. , and Li ,W. S. ,(1996), “Study on a New Energy — Dissipation Device System for Bridges” , Proceedings , National Science Council ROC(A), Vol.20 ,No 5 pp.573-585。[11]唐治平,李建生,(1997),“橋梁用增效式阻尼裝置研究“,中國土木水利工程學刊,第九卷,第四期,pp.593-603。[12]柯孝勳,賴興國,(2002),“小型線性液體阻尼器特性試驗“,專題報告,國立中央大學土木工程學系。[13]Alan V. ,Oppenheim ,Alan S. ,Willsky ,S. Hamid ,Nawab ,(1997),“Signals & Systems” ,Second Edition ,Prentice-Hall,pp.514-581。[14]柯孝勳,(2002),“安裝增效式阻尼裝置樓房振動台試驗資料之系統識別計算“,專題報告,國立中央大學土木工程學系。[15]Beck, J. L.,(1978),“Determing Models of Structures from Earthquake Records”,Report No.EERL 78-01,Pasadena: California Institute of Technology, Earthquake Engineering Research Laboratory。[16]Werner,S. D.,Levine,M. B.,and Beck ,J.L.,(1985),“Seismic Response Characteristics of Meloland Road Overpass During 1979 Imperial Valley Earthquake”,Technical Report,Agabiaan Associates。[17]彭立德,(1987),“橋梁系統識別方法研究”,國立中央大學碩士論文。
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