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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃昱喬
研究生(外文):Yu-ChiauHuang
論文名稱:摩擦單擺系統等效阻尼比之研究
論文名稱(外文):A Study on Equivalent Damping Ratio for Friction Pendulum Systems
指導教授:洪李陵洪李陵引用關係
指導教授(外文):Li-Ling Hong
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:111
中文關鍵詞:摩擦單擺系統遲滯圈等效阻尼比
外文關鍵詞:Friction Pendulum SystemHysteresis loopViscous damping ratio
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摩擦單擺系統在近年來已經成為熱門的隔震器,並使用在老舊建築的耐震補強、新建橋梁及建築物的隔震等。摩擦單擺系統之行為相當穩定,易於利用理論以及數值分析來預測其行為,而在摩擦單擺系統的分析和設計上,習以靜態遲滯圈的耗能面積來計算摩擦單擺系統的等效黏滯阻尼比。本文將利用外力線性內插法建立摩擦單擺系統的非線性動力分析模式,檢討在各種窄頻、寬頻和規範的地表振動下,等效黏滯阻尼比的制定方式。
In recent years, Friction Pendulum System has become a popular isolator used in seismic reinforcement of the old building, seismic isolation of the new bridge as well as the new building, and so on. Benefited by its behavior stability, behavior of Friction Pendulum System is easy to be predicted by the theory and numerical analysis. However, area of energy dissipated of the hysteresis loop is usually used in calculating the equivalent viscous damping ratio when analyze and design the Friction Pendulum System. This thesis employs the Linear Interpolation of Excitation to establish non-linear dynamic analysis mode of Friction Pendulum System to review the way in setting up equivalent viscous damping ratio under various narrowband, wideband and code ground motion.
摘 要 I
Abstract II
誌 謝 III
目 錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 文獻回顧 2
1.4 本文內容 4
第二章 反應分析方法 5
2.1 摩擦單擺系統的理論模型 5
2.2 摩擦單擺系統的參數探討 8
2.3 數值分析方法 9
2.4 摩擦單擺系統數值分析流程 11
2.5 等效黏滯阻尼系統之阻尼比 16
2.6 靜力分析方法之流程 18
第三章 摩擦單擺系統受單頻振動的等效阻尼比 25
3.1 單頻外力下FPS之共振反應 25
3.2 單頻外力下FPS之反應分析 27
3.3 頻率比對FPS位移反應係數之影響 28
3.4 靜力分析之收斂情形 29
3.5 靜力分析方法各參數之探討 29
3.6 頻率比對等效黏滯阻尼系統位移反應係數之影響 31
3.7 動力分析方法與靜力分析方法之穩態位移比較 32
3.8 小結 33
第四章 摩擦單擺系統受寬頻振動的等效阻尼比 51
4.1 FPS受實測地表加速度之動力分析 51
4.2 FPS受實測地表加速度靜力分析之收斂情形 52
4.3 實測地表加速度下FPS動力分析與靜力分析之比較 53
4.4 人工地震 54
4.5 FPS受人造地表加速度靜力分析之收斂情形 55
4.6 人造地表加速度下FPS動力分析與靜力分析之比較 56
4.7 等效阻尼比之修正 57
4.8 小結 58
第五章 結論與建議 89
5.1 結論 89
5.2 建議 90
參考文獻 91
附錄A 921地震之修正人造地表加速度及設計震譜 93
1. 沈鳳明(2001),「摩擦單擺支承雙向隔震橋梁耐震研究」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,中壢。
2. 林中城(2008),「方向優化之摩擦單擺隔震器(DO-FPS)於貴重儀器設備之應用」,逢甲大學土木工程學系碩士論文,台中。
3. 郭宏鑫(2001),「樓房摩擦單擺支承隔震研究」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,中壢。
4. 郭樹起、楊紹普、郭京波(2005),「乾摩擦阻尼系統的非黏結受迫振動分析」,振動工程學報,第18卷第3期,頁276-281。。
5. 盧俊龍(2009),「耐震規範之地震力折減係數研究」,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,台南。
6. 羅俊雄、劉季宇、盧睿芃、林沛暘、陳天偉(2000),「基底隔震技術於供電變壓器之減震應用」,國家地震工程研究中心技術報告,報告編號NCREE-00-021。
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8. Mokha, Anoop, Constantinou, M. C., Reinhorn, A. M. and Zayas, Victor A. (1991), Experimental Study of Friction-Pendulum Isolation System, Journal of Structural Engineering, Vol. 117, pp. 1201-1217.
9. Chopra, A. K. (2000). Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering, 2d ed. Prentice Hall. New Jersey.
10. Hong, H. K. and Liu, C. S. (2000), Coulomb Friction Oscillator: Modeling and Responses to Harmonic Loads and Base Excitations, Journal of Sound and Vibration, Vol. 229, pp. 1171-1192.
11. Panchal, V. R. and Jangid, R. S. (2009), Seismic Response of Structures with Variable Friction Pendulum System, Journal of Earthquake Engineering, Vol. 13, pp. 193-216.
12. Tsai, C. S. (1997), Finite Element Formulations for Friction Pendulum Seismic Isolation Bearings, Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol.40, pp. 29-49.
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