臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要探討風力機塔在地震力下的易損性曲線，並討論靜力分析與動力分析的易損性曲線結果比較。研究案例是以78M風力機塔作為分析模型，利用動力多帶分析方法得到易損性曲線，其中在定義損害程度部分將局部降伏區域作為第四個損害程度。
由結果顯示，多帶分析得到的易損性曲線相較於靜力側推分析往左偏移一些，代表動力在比靜力小的強度值下就會比較容易出現損壞狀況，在第四條損害程度，多帶分析是用局部降伏區域來呈現而靜力分析是用挫曲來表示，由易損性曲線結果顯示，分別畫出25%和50%的區域降伏與挫曲進行比較，發現當降伏區域越大則會越接近挫曲，但由於網格的設置，降伏區域分析結果最高為50%。最後定義出四個損害程度: (1)1.25%頂點位移 (2)容許應力250MPa (3)到達350MPa降伏應力 (4)區域降伏面積到達50%。
由靜力與動力分析結果比較得知易損性曲線結果大致相同，在進行分析時可以互相檢查是否有差異過大的情形。

This paper is mainly talked about the fragility curve of the wind turbine under the earthquake force and discuss the fragility curves difference between the static and the dynamic analysis. This research uses 78M height wind turbine to analyze, and then define the fourth damage state.
In the result, the fragility curve from multiple stripes analysis moves slightly to the left vs static pushover analysis which means that dynamic analysis appear to be easier to reach the damage condition than static analysis. In the case of damage state, the local yield area is used to define the fourth damage state in multiple stripes analysis. To compare with static pushover analysis used buckle to define the last damage state, this paper use 25% and 50% local yield area to get two fragility curves, and then indicates that the more area is yield, the closer to fragility curve defined the stage of buckling. Finally, this paper defines four damage states: (1)1.25% drift of top floor (2) reach allowable stress 250MPa. (3) reach yield stess350MPa (4) yield area reach 50%.
In the result, it knows that fragility curves made from dynamic analysis is similar to static analysis and these curves can be compared with each other as a validation.

摘要 i
Abstract ii
誌 謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 4
1.3 論文架構 4
第二章 文獻回顧 6
2.1 風力機塔的負載 6
2.2 風力機塔受到地震力與風力影響 7
2.3 動力分析 12
2.4 其他相關文獻 12
第三章 相關理論 14
3.1 巨災風險評估模型 14
3.2 事件推估模組: 15
3.3 危害度分析: 16
3.4 損害分析模型: 17
3.5 財務分析模組: 19
3.6 易損性曲線 20
第四章 案例分析 29
4.1 案例分析假設 29
4.2 地震力資料 31
4.3 ABAQUS 32
4.4 風力機塔分析流程 32
4.5 結果與易損性曲線建立前置作業 38
4.6 易損性曲線 46
4.7 靜力側堆分析與多帶分析易損性曲線結果比較 48
第五章 結論與未來研究 52
參考文獻 54

[1] 中華民國交通部:台灣地區有感地震次數。2019年6月12日，
取自https://stat.motc.gov.tw/mocdb/stmain.jsp?sys=100&funid=a8201
[2] 經濟部能源局，「風力發電推動方案」，中華民國106年12月21日。
[3] International Energy Agency，「Technology Roadmap 2013 edition」，2013
[4] Caithness Wind farm Information Forum，「Summary of wind Turbine Accident data to 31 March 2019」。
[5] 經濟部檢驗標準局，「完成風力機抗颱耐震國家標準」，2018年10月31日。
[6] 林榮貴，「我國既有大型風力機組故障原因探討分析」，工研院綠能所。
[7] 劉瑞弘，「風力機結構負載與共振模態之分析」，工業技術研究院機械與系統所，2009年。
[8] 潘以文，「蓄水庫安全評估之設計地震評析重點」，國立交通大學土木系暨防災與水環境研究中心，2017。
[9] FEMA，「Multi-hazard Loss Estimation Methodology-Hazus-MHMR5- Technical and User’s Manual」，2013。
[10] 林芝伶，「台灣政府財產之地震與洪災風險管理-以橋樑與建築物為例」，中華民國101年6月。
[11] R.Sinha&S.R.Shiradhonkar，Seismic Damage Index for Classification of Structure Damage-Closing the Loop，2012年。
[12] Dimitrious Vamvatsikos，「Incremental Dynamic Analysis」，2002年3月。
[13] Applied Technology Council(ATC),Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings, Vol.1, ATC-40, Redwood City, CA , 1996.
[14] Jack W.Baker M.EERI，「Efficient analytical fragility function fitting using dynamic struvtural analysis」，2015.
[15] 洪東謀，「台灣地區天然巨災風險評估模型之建立」，中華民國98年7月。
[16] Nuta E. “Seismic analysis of steel wind turbine towers in the
Canadian environment.” University of Toronto; 2010.
[17] Mohammad-Amin Asareh. “ Dynamic behavior of operational wind turbines considering aerodynamic and seismic load interaction. ” Missouri University of Science and Technology; 2015.
[18] LanhuiGuo, Chia-Ming Uang, Ahmed-Waeil Elgamal, ” Pushover Analysis of a 53m High Wind Turbine Tower,” Journal of Computational and Theoretical Nanoscience , March 2011.
[19] 黃邵雋，利用測推分析建立風力發電機塔柱易損性曲線，2018