臺灣博碩士論文加值系統

台灣位處環太平洋地震帶上，地震發生頻繁，常造成人命與財產損失，因此地震力分析為結構設計中重要的一環。依現行的建築物耐震設計規範，不規則低層建築也可以使用靜力分析方法，但不規則低層建築雖然樓層數不高，但其振態的振形與規則性結構不大相同，有的也有局部振態存在，而靜力分析方法的地震力豎向分配卻是以規則性結構第一彎曲模態的振形為理論基礎，對於不規則低層建築是否合適值得進行探討。
本研究選擇國立雲林科技大學工程學院三棟不規則建築物，進行環境振動量測，並採用改良式隨機子空間識別法來識別振態參數。識別結果顯示除了工程五館因不規則性較輕微而由前兩個彎曲模態主控其振動之外，L型的工程二館較高頻振態對於振動也有一些貢獻，而ㄇ字型的工程一館前幾振態的振形與規則性結構相當不同，也有開口處的局部振態存在。
本文也使用ETABS建立分析模型，調整參數使其自然頻率與振形與現地量測識別結果相近，再使用修正後模型進行分析，比較靜力分析方法與反應譜分析法的地震力分析結果差異。結果顯示工程二館反應譜分析法的最大柱剪力明顯大於靜力分析方法，工程一館使用兩個方法得到的柱剪力互有大小，分佈則有些差異。
考量不規則低層建築的動力特性相對複雜，使用結構分析軟體進行動力分析也很容易，本文建議不規則低層建築可以考慮直接採用反應譜分析法，反應譜分析法因採用多振態之反應疊加，對於不規則建築之設計地震力分配會比靜力分析方法合理。

Taiwan is located in the seismic zone of the Pacific Ring of Fire, where earthquakes frequently occur, often resulting in casualties and property damage. Therefore, seismic analysis is crucial in structural design. According to current seismic design code for buildings, irregular low-rise structures can be analyzed with static analysis. Irregular low-rise buildings, despite having fewer stories, exhibit different vibration modes compared to regular structures and may also have localized vibration modes. However, the distribution of seismic forces over the height in static analysis is based on the mode shape of the first bending mode of regular structures. Whether this is suitable for irregular low-rise buildings warrants further investigation.
In this research, three irregular buildings from the College of Engineering at National Yunlin University of Science and Technology were selected to carry out ambient vibration measurements. The modal parameters were then identified using the stochastic subspace identification method. The results showed that, apart from Engineering Building 5 with minor irregularity, whose vibration was dominated by its first two bending modes, L-shaped Engineering Building 2 exhibited higher vibration modes contributing to its vibration response as well. U-shaped Engineering Building 1 showed vibration modes significantly different from those of regular structures, with a localized vibration mode at opening.
This study also utilized ETABS to create analysis models, adjusting parameters to match natural frequencies and mode shapes identified from on-site measurements. Using the adjusted models, both static analysis and response spectrum analysis were conducted and the results of seismic analysis were examined. The results indicated maximum column shear forces of Engineering Building 2 using the response spectrum analysis are much higher compared to static analysis. For Engineering Building 1, there were some differences for the distribution of column shear forces between two approaches.
Considering dynamic characteristics of irregular low-rise buildings are relatively complex and seismic analysis using structural analysis software is not difficult, this study suggests that irregular low-rise buildings may adopt the response spectrum method directly. Response spectrum analysis, by combining the responses from multiple vibration modes, provides a more rational approach to seismic force distribution in the design of irregular buildings compared to static analysis.

摘要 i
ABSTRACT ii
目錄 iii
表目錄 v
圖目錄 vi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 研究方法 2
1.4 本文內容與架構 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 微振量測與系統識別 4
2.2 隨機子空間識別法 5
2.2.1 傳統穩定圖與改良式穩定圖 8
2.2.2 隨機子空間識別法之應用 9
2.3 建築物分析模型 11
2.4 靜力分析方法 13
2.5 多振態反應譜疊加法 16
第三章 雲科大工程五館 33
3.1 結構物概況 33
3.2 振態參數識別 33
3.2.1 微振振態參數識別 33
3.2.2 受地震影響振態參數識別 34
3.3 分析模型與振態參數比較 35
第四章 雲科大工程二館 72
4.1 結構物概況 72
4.2 振態參數識別 72
4.3 分析模型與振態參數比較 73
4.4 靜力與反應譜分析法 74
第五章 雲科大工程一館 126
5.1 結構物概況 126
5.2 振態參數識別 126
5.3 分析模型與振態參數比較 127
5.4 靜力與反應譜分析法 128
第六章 結論與建議 180
6.1 結論 180
6.2 建議 181
參考文獻 182

1.內政部建築研究所，1999，921集集大地震建築物震害調查初步報告。
2.國家地震研究中心，2016，《建築物耐震設計規範》簡介與重要沿革。
3.內政部國土管理署，2024，建築物耐震設計規範及解說。
4.陳易瑞，2002，鋼筋混凝土建築物之基本周期：利用ETABS修正微震迴歸周期，國立臺灣大學土木工程學研究所碩士論文。
5.劉醇宇，2003，微振量測於建立建築物基本周期經驗公式及進行耐震評估之應用，國立臺灣大學土木工程學研究所博士論文。
6.邱子銓，2005，建築物衰減特性研究，國立成功大學建築學系碩博士論文。
7.杜瑞坦，2007，利用微震訊號識別結構物自然頻率與阻尼之研究，中華大學土木與工程資訊學系碩士論文。
8.王祥宇，2016，典型與非典型校舍補強施工過程之振態參數識別與探討，國立雲林科技大學營建系碩士論文。
9.林岳軒，2018，由微振量測進行平面幾何與邊界條件對建築物振動特性之影響探討，國立雲林科技大學營建系碩士論文。
10.卓芝茜，2022，體育館建築之模態識別與動力特研究，國立雲林科技大學營建系碩士論文。
11.P. Van Overschee and B. De Moor, 1991, Subspace Algorithms for the Stochastic Identification Problem, In Proceedings of 30th IEEE Conference on Decision and Control, pp. 1321-1326.
12.P. Van Overschee and B. De Moor, 1993, Subspace Algorithms for the Stochastic Identification Problem, Automatic, Vol. 29, No. 3, pp. 649-660.
13.P. Van Overschee and B. De Moor, 1996, Subspace Identification for Linear Systems: Theory-Implementation-Applications, Kluwer Academic Publishers, Dordecht, Netherlands, Vol. 17, No. 3, pp. 363-389.
14.B. Peeters, 2000, System Identification and Detection in Civil Engineering, Ph.D. thesis, Department of Civil Engineering, Katholieke Universiteit Leuven, Belguim.
15.王勝威，2016，根據非典型穩定圖和階層篩分程序之改良隨機子空間識別法及其於各型土木結構之應用，國立雲林科技大學工程科技研究所博士論文。
16.W. H. Wu, S. W. Wang, C. C. Chen, and G. Lai, 2016, Application of Stochastic Subspace Identification for Stay Cables with an Alternative Stabilization Diagram and Hierarchical Sifting Process, Structural Control and Health Monitoring, Vol. 23, No. 9, pp. 1194-1213.
17.W. H. Wu, S. W. Wang, C. C. Chen, and G. Lai, 2016, Mode Identifiability of a Cable-stayed Bridge under Different Excitation Conditions Assessed with an Improved Algorithm Based on Stochastic Subspace Identification, Smart Structures and Systems, Vol. 17, No. 3, pp. 363-389.
18.W. H. Wu, S. W. Wang, C. C. Chen, and G. Lai, 2016, General Selection Criterion for Time Lag Parameter in Applications of Stochastic Subspace Identification for Civil Structures, Proceedings of 8th European Workshop on Structural Health Monitoring, Bilbao, Spain.
19.陳亦信，2003，含磚牆RC建築結構之耐震診斷，國立成功大學建築研究所博士論文。
20.內政部國土管理署，2024，建築物耐震設計規範及解說。
21.國家地震工程研究中心，2022，台灣建築物耐震設計反應譜查詢平台，
https://seaport.ncree.org/sederes/。
22.國家地震工程研究中心，2009，強震測站場址工程地質資料庫，
https://egdt.ncree.org.tw/。
23.國立雲林科技大學，工程五館圖說。
24.中央氣象局，地震資訊，
https://scweb.cwa.gov.tw/zh-tw/earthquake/details/2023101416051347
25.國立雲林科技大學，工程二館圖說。
26.國立雲林科技大學，工程一館圖說。