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研究生:廖健閔
研究生(外文):Jian-Min Liau
論文名稱:設備運用滑動摩擦增補阻尼器隔振研究
論文名稱(外文):A study on Seismic Capacity of Equipment with Sliding Frictional Isolator and Viscous Damper
指導教授:姚昭智姚昭智引用關係
指導教授(外文):Gao-Chi Yao
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:建築學系碩博士班
學門:建築及都市規劃學門
學類:建築學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:137
中文關鍵詞:阻尼器近遠域地震波樓版震波滑動摩擦隔震系統
外文關鍵詞:sliding frictional isolatorfloor response wavedampernear and far field earthquake
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摘 要
關鍵詞: 近遠域地震波 樓版震波 滑動摩擦隔震系統 阻尼器

  滑動摩擦隔震裝置即是於結構基礎底板下設置一低摩擦係數之滑移層,以阻隔地震力,降低上部結構於地震下之反應。
  滑動摩擦隔震裝置運用於結構體或室內設備物上,兩者差異在於設備物因裝設空間有限,無法容許大幅度的滑動位移,反而較能接受略大的加速度。因此在考量設備物裝設滑動摩擦隔震裝置時,需考慮在有限位移量的限制下達到降低反應加速度之目的。裝置於不同類型建築中的設備物,會因建築物之共振,進而使震動特性改變,連帶影響隔震系統之設計。故本研究針對上述特性之設備提出一套平面滑動式摩擦隔震系統,並利用增補阻尼器方式,藉以達成隔震與消耗地震輸入設備物能量之目的。
  透過振動台試驗與電腦模擬,本研究針對不同層高建物中設備裝設平面滑動隔震系統之減震效益以及增補阻尼器之選擇方式提出以下結果:

1. 近域震波低頻分量傳遞至樓版後並不會消失。
2. 設備物裝設平面滑動摩擦隔震系統後,將有助於降低地震侵襲時設備之反應加速度,並且透過增補阻器方式可控制滑動位移的大小且不致大幅引起反應加速度之上升。
3. 降低滑動面摩擦係數可進一步降低設備物之反應加速度,且選擇增補阻尼器之平面滑動隔震系統,為兼具位移以及加速度控制之方案。
4. 於自振頻較高建物中之設備裝設增補阻尼器之平面滑動隔震系統,可選擇滑動介面摩擦係數低,搭配阻尼係數較低且非線性係數高於1.0之阻尼器,可達到較佳之減震效益。反之於自振頻較低建物中之設備裝設隔震系統則以搭配阻尼係數較高且非線性係數低於1.0之阻尼器為佳。
Abstract
Keywords: near and far field earthquake, floor response wave, damper ,sliding frictional isolator.
  Sliding frictional isolator is composed of a low-friction-coefficient sliding surface below the main structure in order to reduce earthquake forces delivered to the main structure. This mechanism can reduce the response of structure in earthquakes.

  The difference between installing a sliding frictional isolator for a structure and for an indoor equipment is that an equipment allows smaller space for displacement. Therefore, this thesis aims at reducing acceleration by applying sliding frictional isolator to an equipment and also minimizing displacement by viscous damper. Because building response may be amplified in EQ’s, isolators for equipment need to beware of this amplified floor motion. This thesis studies a type of sliding frictional isolator with flat surface. This mechanism can also disperse energy in an earthquake by added viscous dampers.

  According to the result of shaking table test and computer simulation, this thesis finds that when applying a sliding frictional isolator to an equipment in buildings of different heights, the following conclusions are drawn:

1. Low frequency vibration of near field wave transmitted into a building does not dissipate their magnitude.
2. Applying sliding frictional isolator to equipment can reduce equipment acceleration, whereas react displacement can be controlled by damper.
3. Lower friction-coefficient sliding surface can further reduce response acceleration , whereas sliding frictional isolator with damper is a complete system in controlling acceleration and displacement.
4. Low friction-coefficient sliding surface , together with a low damping coefficient and nonlinear coefficient greater than 1.0 damper , is suggested when a sliding frictional isolator is applied to equipment on a building with high vibration frequency. On the other hand, damper with higher damping coefficient and nonlinear coefficient smaller than 1.0 is suggested when applied on equipment in a low-vibration-frequency building.
第一章 緒論
1-1 研究動機與目的 I-1
1-2 研究流程與試驗方法 I-2
1-3 文獻回顧 I-4
第二章 近遠域震波與滑動摩擦系統簡介
2-1 近遠域地震簡介 II-1
2-2 近遠域樓版振波 II-3
2-2.1 分析理論 II-4
2-2.2 傳遞函數 II-5
2-2.3 樓板振波模擬與特性 II-7
2-3滑動摩擦系統與隔振原理簡介 II-10
2-3.1 隔振原理 II-10
2-3.2 滑動摩擦系統構成原理 II-11
2-3.3 滑動摩擦系統構成元件 II-12
第三章 地震模擬台試驗與電腦模擬
3-1 地震模擬台試驗 III-1
3-1.1 試驗設備介紹 III-2
3-1.2 試驗流程 III-5
3-2 地震模擬台試驗結果 III-8
3-2.1 系統未裝設阻尼器 III-8
3-2.2 系統裝設阻尼器 III-11
3-2.3 振動台實驗小結 III-15
3-3 地震模擬台試驗之電腦模擬 III-17
3-3.1 電腦模擬模型簡介 III-17
3-3.2 電腦模擬結果 III-18
3-4 振動台試驗與電腦模擬結果比較 III-23
3-4.1 SAP電腦模型可信度檢討 III-24
3-4.2 滑動面降低摩擦係數之影響 III-29
3-5 小結 III-31
第四章 真實設備裝設隔振系統之電腦模擬
4-1 設備與模擬流程簡介 IV-1
4-2 模擬模型簡介 IV-2
4-3 設備裝置隔振系統模擬結果 IV-4
4-4 裝設各類型系統之模擬結果比較 IV-10
4-5 小結 IV-12
第五章 滑動摩擦系統最佳化設計方案
5-1 不同類型樓板振波對系統的影響 V-2
5-1.1 輸入地震波簡介 V-2
5-1.2 各類型樓板振波的製備 V-4
5-1.3 輸入各類型樓板振波對系統反應之模擬 V-5
5-1.4 模擬結果小結 V-8
5-2 各類型樓板振波於滑動摩擦隔震系統的減振設計 V-12
5-2.1 更動阻尼器之非線性阻尼係數 V-12
5-2.2 更動阻尼器之阻尼係數 V-23
5-2.3 同時更動阻尼器之非線性阻尼係數與阻尼係數 V-32
5-3 小結 V-39
第六章 結論與建議
6-1 結論 VI-1
6-2 建議與後續研究 VI-3

參考文獻 1
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