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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳苑均
研究生(外文):Hien-ShingTan
論文名稱:液流阻尼器應用於單間樓層鋼架之控制分析
論文名稱(外文):Application of Fluid Damper Controlled Single Bay Steel Buildings
指導教授:徐德修徐德修引用關係
指導教授(外文):Deh-Shiu Hsu
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:土木工程學系碩博士班
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:197
中文關鍵詞:阻尼器非線性分析結構控制動力反應
外文關鍵詞:fluid dampersnonlinear analysisstructural controldynamic responses
相關次數:
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中文摘要
使用有限元素軟體ANSYS Workbench 12版來分析結構物受震時的耐震反應特性,比較加裝與未加裝阻尼器之結構反應。有鑑於以往多數相關論文的研究,都是將結構物假設成剪力屋架且結構物仍在彈性範圍內,然而真實結構物的行為相當之複雜,結構物在受力後其材料行為可在彈性與非彈性之間反覆作用,動力行為非常複雜,本研究即針對此複雜之問題,以有限元素數值分析法,探討一三層樓鋼架結構之彈塑性耐震動力特性。並以等量之阻尼器消能元件,作不同之安裝安排,進行耐震效能之比較。
本論文是針對個別結構模型案例,由分析的結果顯示,加裝阻尼器之結構物均可得到正面的控制效果,原則上於低層加裝阻尼器之耐震效果較為顯著;若改變結構模型,則必須重新進行分析,才能決定何種阻尼器加裝方式可提供更好的控制效果。若考慮到舒適度與安全性,Case 4將會是較佳的選擇。

Abstract
Finite element software package ANSYS Workbench v.12 is used to analyze a three story seisemic fluid damper controlled structure.The story building is not just assummed to be linear shear building system as previously considered.However, it is quite complex problem as material responsed beyond elasticity. Nolinear steel material behaviors are pre-assumed, turns out both of raw structures and fluid dampers are responded into nonlinearly to reveal the responses much realistically.In other words, the problem treated herein is nonlinear dynamic system.The major purpose of the thesis is to investigate the control effects of the structure as limited numbers of energy dissipation fluid damper installed in different combinations to the floors.
This thesis is for individual structure model. Basically, resistance of seismic wave of the building increased as fluid dampers installed at the lowest floor. For different structure models, it has to be re-analyzed to decide which combination is better for the structure. In the presented examples, Case 4 is the one much more suitable for the presented structure models in case comfort and safety are being considered.

目錄
中文摘要 I
Abstract II
誌謝 III
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 概論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機及目的 2
1.3 建築物耐震設計規範與液態黏滞元件 3
1.4 研究重點及內容 5
第二章 文獻回顧 6
2.1 台灣地震之概述 6
2.2 結構控制裝置之回顧 6
2.2.1傳統斜撐加勁之概念 6
2.2.2基座隔震系統 7
2.2.3調諧質量阻尼器 8
2.2.4位移型消能器 8
2.2.5被動消能裝置 9
2.3 液流阻尼器簡介 9
2.3.1 液流阻尼器力學性質 12
第三章 ANSYS程式之背景與分析架構 15
3.1 有限元素法 15
3.2工程模擬與分析 16
3.2.1 傳統工程分析之流程 16
3.2.2 電腦輔助工程分析 17
3.3 ANSYS程式簡介 18
3.4 分析流程 20
3.5 結構模擬分析問題 23
3.5.1 位移 23
3.5.2 應力 24
3.5.3 應變 25
3.5.4 控制方程式 26
3.6 ANSYS元素種類 27
3.7 ANSYS動力分析 29
3.8 ANSYS動力分析求解方法 30
3.8.1 Newmark Method 32
3.9 模態分析(Modal Analysis) 36
3.9.1 雷利阻尼(Rayleigh Damping) 37
3.9.2 自由振盪估算阻尼比 39
3.10 非線性模擬(Nonlinear Simulations) 41
3.10.1 Newton-Raphson method 41
第四章 案例設定 44
4.1 問題描述 44
4.2 材料性質 44
4.3幾何模型 47
4.4邊界條件 48
4.4.1外力設定 48
4.4.2阻尼器設定 50
4.4.3阻尼比設定 51
4.5網格元素種類 52
4.5.1 BEAM188元素 52
4.5.2 SHELL181元素 52
4.5.3 COMBIN14元素 53
4.6網格建構 54
4.7案例說明 56
第五章 地震力模擬結果 60
5.1應力 60
5.2控制率 62
5.3 Energy 62
5.4 系統阻尼比 63
5.5 0.5倍地震力之分析結果 64
5.6 0.884倍地震力之分析結果 131
第六章 結論與建議 193
6.1結論 193
6.2建議 194
參考文獻 196



參考文獻
[1]ANSYS Workbench help, Swanson Analysis System, Inc.

[2] Chopra , A. K. (1995), “Dynamics of Structures:Theory and Applications
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