結構物的耐震設計是否有足夠之安全性,會直接影響民眾的生命財產安全。然而設計安全與否則無從得知,除非經過強震的考驗,但其付出代價相當高,因此在現有的結構上裝置強震儀,收集地震資料,之後藉由系統識別方法來了解結構物的動態特性,進一步評估結構物的安全性,這即為近年來結構耐震評估方法的其中之一。測試結構物的動態特性有許多方法,例如可利用微振資料或強震資料來進行測試,只是微振資料的振幅值過小,雜訊與訊號之比較大,較不準確;而強震資料不易取得,有時可遇不可求。故有採用人為作用力來進行測試,其目的在於代替大自然的地震力,且能同時了解結構物之動態特性,譬如強迫振動試驗或振動台試驗等。因此要了解一個結構系統之動態特性,除了對結構系統進行系統識別工作外,另一重要工作則是收集該結構的反應與作用力資料。
本文將處理不同試驗的量測資料來驗證所提出的系統識別方法,進而落實於結構工程的安全評估、監測等實際應用。總之,本文研究重點可區分為線性與非線性系統識別技巧,在線性部分,本文將利用SRIM(System Realization Using Information Matrix)之系統識別方法應用於實測地震記錄,進而識別出結構系統的阻尼與勁度矩陣,且在另一方面運用AFKF(Adaptive Fading Kalman Filter)方式來決定卡式過濾法(Kalman Filter)的遺忘因子(forgetting factor),藉由修正線性模型來觀察結構系統參數的時變性。而在非線性部分利用最小模式誤差法(Minimum Model Error),使用非線性Wen遲滯模式進行非線性識別,來重建出原系統的真實輸出與非線性行為部分。

第一章 導論………………………………………………1
1-1 研究動機……………………………………………1
1-2 文獻回顧……………………………………………2
1-3 本文內容……………………………………………4
第二章 利用S.R.I.M.之識別技巧萃取阻尼與勁度矩陣
………………………………………………………6
2-1 狀態空間模式………………………………………6
2-2 S.R.I.M.之理論架構………………………………7
2-2-1 識別系統矩陣A與C………………………………9
2-2-2 識別系統矩陣B與D…………………………… 11
2-3識別阻尼與勁度矩陣………………………………13
第三章 最小模式誤差理論…………………………… 20
3-1理論架構………………………………………… 20
3-2 數值方法………………………………………… 23
3-3 權重矩陣之選擇………………………………… 25
第四章 利用A.F.K.F.方法識別結構物之地震反應資料……………………………………………………………27
4-1 A.F.K.F.之理論架構…………………………….27
4-2土壤結構互制對於結構系統識別之影響…………31
第五章 實例分析………………………………….. .34
5-1 S.R.I.M.之實例分析…………………………….34
5-1-1利用S.R.I.M.分析中興大學土木環工大樓……35
5-1-2利用S.R.I.M.分析五層樓鋼結構建築…………37
5-2 最小模式誤差法之實例分析…………………… 40
5-2-1中興大學土木環工大樓利用最小模式誤差法之數值模 擬……………………………………………………… .41
5-2-2中興大學土木環工大樓利用最小模式誤差法之非線性識別……………………………………………………. 44
5-2-3 中興大學土木環工大樓利用最小模式誤差法之破壞評估……………………………………………………… .46
5-2-4五層樓鋼結構建築利用最小模式誤差法之非線性識別………………………………………………………. 49
5-3 A.F.K.F.法之實例分析………………………… 52
5-3-1中興大學土木環工大樓利用A.F.K.F.法之結構系統
識別……………………………………………………. 52
第六章 結論………………………………………... 55
參考文獻…………………………………………….. 59
附錄一……………………………………………….. 61
附圖………………………………………………….. 64

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