# 臺灣博碩士論文加值系統

(34.236.192.4) 您好！臺灣時間：2022/08/17 18:35

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 近年來利用隔震及消能減震技術，以提昇結構物耐震能力之方式，已逐漸為工程界所接受，惟結構隔震及消能減震之設計方法與傳統結構耐震設計之方式並不相同，加上隔震及消能減震元件之複雜與多樣性，遂造成隔震與消能減震結構分析與設計上之種種困難。故本文經過隔震與消能元件之實例探討和種類分析後，提出三種基本型之元件數學模型，利用此三種元件之模型並配合彈簧元件，經過串聯或並聯之程序後即可模擬出大多數之隔震及消能元件，最後並提出一隔震消能元件數學模型之通用表示式，透過該式則所有之隔震及消能元件均能以同一通用模型來加以模擬之，因此解決了隔震消能元件之多樣及複雜性之問題，並使得元件模型與結構動力方程式結合後，無論使用何種隔震消能元件，均為同一形式之運動方程式。本文拋棄以往分析非線性結構所慣用之直接積分法及迭代方式，而利用狀態空間法與二元系統之分析技巧，將結構之一階微分運動方程式與一通用型之隔震消能元件數學模型相互結合，並經兩系統間之狀態與力的平衡，不經迭代過程即可解得結構之非線性歷時反應，因此分析之效率相當高。另本法經由解得Duffing equation之過程與Newmark數值方法和Krylov-Bogoliubov解析方法解得之結果交互比對，結果顯示只要元件之數學模型能精確的模擬隔震消能元件之遲滯消能行為，則使用本法在分析隔震消能結構時，雖時間步幅取的很大，仍能保持其正確性與穩定性，且此點在多自由度之隔震消能結構分析上亦透過數值方法得到證實，顯示使用本法之優越性。
 Although presently the technologies of base isolation and energy dissipation have been widely used to reduce the seismic responses of structures, the methods of design and analysis for these structures are different from those of conventional structures. Because of the diverse features and mechanical characteristics of isolators and energy dissipation devices, the analysis of these structures is more complicated and difficult. In this research work, a unified state-space approach for the dynamic analysis of structures with energy dissipation or isolation devices is proposed.Discarding the approaches for conventional non-linear structure analysis such as the direct integration and iteration methods, the present method adopts the technique of dual-system analysis, in which the nonlinear devices and the main structural system are treated as two separated systems. By casting the mathematic models of the nonlinear devices in a specific form, and combined with the dynamic equation of the main structural system expressed in a state-space form, the proposed method can deal with the analysis of structures with various types of seismic protection devices, includes: metallic yielding, viscous elastic and friction types etc. The equation of dynamics can then be solved via the conditions of deformation compatibility and forces equilibrium. By doing so, iteration process required by common nonlinear structural analysis can be avoided, so the efficiency of computation can be greatly improved.The computational accuracy and efficiency of the proposed method are proved by solving the response of a nonlinear single degree of freedom described by Duffing equation. The solution is compared with those obtained from the Newmark numerical method and Krylov-Bogoliubov analytical method. The result shows that the method is numerically stable and accurate, even though a large time interval within the analysis is adopted.
 一、前言…………………………………………………11.1 研究動機……………………………………………11.1.1 傳統之韌性設計與隔減震設計之不同…………11.1.2 基礎隔震…………………………………………21.1.3 消能減震…………………………………………31.1.4 隔震與消能結構之特性…………………………41.2 文獻回顧……………………………………………41.2.1 基礎隔震…………………………………………51.2.2 消能減震…………………………………………61.2.3 分析與設計方法…………………………………81.3 研究目的與內容……………………………………11二、結構之隔震與消能元件……………………………152.1 元件之實例與種類…………………………………152.1.1 基礎隔震…………………………………………152.1.2 消能減震…………………………………………162.2 元件模型導論………………………………………172.2.1 降服型元件………………………………………182.2.2 黏滯與黏彈型元件………………………………182.2.3 摩擦型元件………………………………………192.3 元件模型之組合與應用……………………………21三、隔震消能結構之分析方法…………………………373.1 隔震消能結構之特性………………………………373.2 傳統之隔震消能結構分析設計方法………………383.2.1 循環分析法………………………………………383.2.2 直接積分法………………………………………403.2.3 能量平衡法………………………………………413.3 二元分析法之概念…………………………………43四、狀態空間法與元件之數學模型……………………474.1 運動方程式…………………………………………474.1.1 位形空間之運動方程式…………………………474.1.2 狀態空間之運動方程式…………………………484.1.3 狀態空間法之優越性……………………………524.2 元件之數學模型通式………………………………544.2.1 連續時間之元件內力方程式……………………544.2.2 離散時間之元件內力方程式……………………554.3 元件模型之係數……………………………………584.3.1 降伏型元件………………………………………584.3.2 泛黏彈型元件……………………………………614.3.3 傳統摩擦型元件…………………………………634.3.3.1 元件模型之假設………………………………634.3.3.2 純摩擦型元件…………………………………654.2.4.3 彈塑型摩擦元件………………………………664.3.3.4 降伏型摩擦元件………………………………674.3.4 單一函數形式之摩擦元件………………………684.3.4.1 彈塑型摩擦元件………………………………684.3.4.2 降伏型摩擦元件………………………………704.3.5 速度相依型之摩擦元件…………………………714.3.5.1 Constantinou模型……………………………714.3.5.2 本文建議之摩擦係數模型……………………73五、結構分析方法與數值驗證…………………………1075.1 由狀態及力平衡方程式求解結構之反應…………1075.2 數值驗證例…………………………………………1115.3 多自由度之消能結構分析例………………………1145.3.1 降伏型消能結構…………………………………1145.3.2 黏彈型消能結構…………………………………1155.3.3 摩擦型消能結構…………………………………1165.3.3.1 降伏型摩擦元件………………………………1175.3.3.2 彈塑型摩擦元件………………………………118六、滑動隔震結構之分析方法…………………………1656.1 滑動隔震之原理及假設……………………………1656.2 隔震支承回復力之模擬……………………………1666.2.1 任意曲面之回復力………………………………1666.2.2 摩擦單擺支承之回復力…………………………1676.2.3 變頻式摩擦單擺支承之回復力…………………1686.2.4 錐形摩擦單擺支承之回復力……………………1706.3 滑動隔震元件之數學模型…………………………1726.3.1 連續時間之數學模型……………………………1726.3.2 離散時間之數學模型……………………………1736.4 分析應用例…………………………………………1766.4.1 摩擦單擺支承……………………………………1776.4.2 變頻式摩擦單擺支承……………………………1776.4.3 錐形摩擦單擺支承………………………………1786.4.4 綜合結果…………………………………………179七、結論與展望…………………………………………2057.1 結論…………………………………………………2057.2 展望…………………………………………………207參考文獻…………………………………………………209附錄A 指數矩陣級數法解狀態方程式之連續時間解…217附錄B 狀態連續時間解的離散化………………………219附錄C 擾動向量之線性內插……………………………221附錄D 絕對值之微分……………………………………225
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 1 高分子材料於結構隔震技術之應用 2 摩擦式隔震結構之動態行為研究 3 採用橡膠支承隔震系統懸掛式結構之動力反應分析 4 建築隔震裝置之特性評估與選用之研究 5 支承非同步運動之滑動隔震結構分析與研究 6 高強效液流阻尼器之研發 7 空間隔震橋梁考慮多支承效應與土壤結構互制之動力分析 8 摩擦式阻尼器動力行為及參數之研究 9 無側撐之多節式挫屈束制斜撐的研究 10 系統識別工具之發展與土木工程結構錯誤診斷之應用 11 橋梁摩擦單擺支承隔震研究 12 被動及半主動摩擦控制於結構偏心滾動隔震系統之研究 13 具黏滯阻尼器或摩擦消能器之非線性滾動隔震系統之分析研究 14 高阻尼多層橡膠支承之實體實驗探討--以高雄巨蛋為例 15 消能制震結構之經濟效益評估研究

 1 3.方世杰，“技術取得模式與技取得績效之研究─電子業之實證分析”，管理學報，1999a年三月，頁151-174。 2 4.方世杰、曾獻惠，“研發聯盟動機類型與績效之研究─電子資訊業之實證”，亞太管理評論，1999b年，第四卷第一期，頁63-77。 3 5.方國定、許欽嘉，“資訊系統外包績效評估指標之建構─以台灣地區為例”，國立中正大學學報，1999年,十卷一期，頁131-166。 4 6.王存國，“影響軟體系統委外成效因素之研究─商譽、交易特性、社會關係與服務品質”，管理學報，1999年三月，頁169-99。 5 40.葉匡時、蔡敦浩、周德光，“策略聯盟的發展策略 ─ 交易成本的觀點”，管理評論，1993年，頁99-17。 6 41.葉匡時、蔡敦浩、周德光,“策略聯盟的發展策略─交易成本的觀點,”管理評論，國立政治大學，1992年十二卷，第103頁。 7 45.薛義誠、蔡政達，資訊系統委外之研究---交易成本、企業社會特質與業主承包商關係之關連性，管理與系統，1997年1月，第三第一期，頁17-25。

 1 滑動隔震結構受近斷層震波行為之理論分析及振動台實驗驗証 2 以桿件位移反應模式評估鋼筋混凝土抗彎構架之耐震能力 3 狀態空間分析法於離岸風機結構非線性制震控制之應用研究 4 工程技術顧問參與統包工程之探討 5 樓版對鋼梁與鋼筋混凝土柱接頭複合行為研究 6 鋼承板承載力實驗與挫屈載重分析 7 建築物隔震系統應用之研究 8 變曲率滑動隔震結構之實驗與分析 9 非破壞性技術應用於水泥砂漿試體火害程度之研究 10 隔震橋梁之耐震性能評估 11 模糊控制律於勁度可控式隔震系統之實驗研究 12 隔震結構之分析與設計 13 搖擺式隔震支承之理論與實驗研究 14 高分子材料於結構隔震技術之應用 15 應用倒傳遞網路於鉛心橡膠隔震墊基本設計參數之分析評估

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