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DC 欄位 | 值 | 語言 |
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dc.contributor.advisor | 田堯彰 | |
dc.contributor.author | Bo-Tsang Wu | en |
dc.contributor.author | 吳柏蒼 | zh_TW |
dc.date.accessioned | 2021-06-13T02:02:53Z | - |
dc.date.available | 2013-08-09 | |
dc.date.copyright | 2011-08-09 | |
dc.date.issued | 2011 | |
dc.date.submitted | 2011-08-02 | |
dc.identifier.citation | 參考文獻
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dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/30396 | - |
dc.description.abstract | 本文建立一個中間層隔震建築的分析模式與其識別流程。希望以一簡化的模型,識別出其中具有意義的參數。本文中以集中質量的方式,將一中間層隔震建築物簡化成四個自由度的模型;這些自由度分別為上部結構長向位移、隔震層長向位移、下部結構長向位移與等值基礎長向位移。在上部結構的部分採用等效線型模態質量法,將隔震層以上的多自由度轉換成一個單自由度的系統;在分析時,假設上部結構與下部結構之力學反應為線性,而裝設在隔震層的鉛心橡膠支承墊(LRB)的行為則為一非線性反應,依循Bouc-Wen描述出其反應。在等值基礎部分,為描述土壤與結構物互制之反應則藉由土壤彈簧法將土壤與結構物之間的阻抗簡化為一彈簧與阻尼,並假設其反應為一非線性反應。在識別參數上,利用輸出誤差法(Output-error method)在個別自由度處,用以識別出上部結構、下部結構、隔震層Bouc-Wen模式與等值基礎之參數。
在數值範例部分,各自由度的質量、勁度、阻尼參數依據土木新館結構計算書自行估算,並且利用狀態空間法(Stace Spacement),以TAP089EW921之地表加速度當作輸入,求得各自由度反應,並依此反應作為量測資料加以識別,以此數值範例作為驗證此模型的正確性與系統識別流程的合理性。 最後,在實例識別部分,藉由台灣大學土木工程學系暨研究所新建大樓結構物強震監測系統裝設計畫所取得的歷時資料作為量測值進行分析,配合適當的基線修正法,將量測之誤差修正程合理的反應,求取各自由度之勁度與阻尼參數;並且探討真實情況下產生誤差之原因。最後將量測值之歷時反應與識別值之歷時反應計算其誤差指標,以驗證其可靠性。 | zh_TW |
dc.description.abstract | This thesis constructs a system identification procedure of building with mid-story isolation , expecting to identify physical parameters of a building with a simplified modal. We used lump mass method, simplifying a building with mid-story isolation into a four degree of freedom system. These degrees of freedom are superstructure, floor above isolation system, substructure and equivalent foundation. For the superstructure, concepts of effective modal mass and effective modal height are adopted to simplify multiple degree of freedom to single degree of freedom. Linear mechanical behavior is assumed in superstructure and substructure; nonlinear mechanical behavior is assumed in isolation story, following the Bouc-Wen modal. Besides, in equivalent foundation part, to describe the soil structure interaction system with the Soil Spring Method. Soil and structure is a simplified impedance between the spring and damping, and assume that the reaction is a non-linear response. We used Output-error method to identify superstructure’ s, substructure’s , Bouc-Wen modal in floor above isolation’s and equivalent foundation’s parameters.
In numerical example, we considered structural calculation to evaluate four degree of freedoms’ stiffness and damping, and we input TAP089EW921 to state spacement to calculate the response of all degree of freedom. We used the response to identify the parameters. By numerical example, we hope to improve the accurate of the modal and the reasonable of the procedure. Finally, the reliability of present procedure was verified by calculating the error index between the measured data and identified results from new Civil Engineering Building at NTU | en |
dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-13T02:02:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-100-R98521232-1.pdf: 9080738 bytes, checksum: 4fdf8fc9ed0ef096a9c85c7e5ed131aa (MD5) Previous issue date: 2011 | en |
dc.description.tableofcontents | 目 錄
誌 謝 I 摘 要 III ABSTRACT IV 表目錄 IV 圖目錄 V 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 文獻回顧 3 1.3 本文內容 4 第二章 隔震原理與簡化的識別模型 6 2.1 結構物隔震原理 6 2.2 鉛心橡膠支承墊 7 2.3 中間層隔震結構物之簡化模型 9 2.4 基礎分析模式 10 第三章 中間層隔震物識別理論 12 3.1 前言 12 3.2 中間層隔震的運動方程式 13 3.4 系統識別理論 17 3.4.1 最小平方法 17 3.4.2 中間層隔震識別步驟 18 3.4.3 誤差指標 23 3.4.4 單自由度Wen Model識別 24 第四章 數值驗證與實例之識別 25 4.1 前言 25 4.2 數值驗證之參數估算 26 4.2.1 系統的質量估算 26 4.2.2 系統的勁度估算 28 4.2.3 系統的阻尼估算 30 4.3 數值驗證之系統識別 32 4.3.1 數值模型受一倍地震力之影響範例 37 4.3.2 數值模型受十倍地震力之影響範例 39 4.4 實例之系統識別 41 4.4.1 台大土木系新建研究大樓結構物強震監測計畫 41 4.4.2 地震資料處理 43 4.4.3 實例識別範例 44 4.5 小結 47 第五章 結論與未來展望 49 表目錄 表3.1 識別Bouc-wen模式參數( ) 54 表3.2 識別Bouc-wen模式參數( ) 54 表3.3 識別Bouc-wen模式參數( ) 55 表3.4 識別Bouc-wen模式參數( ) 55 表4.1 ETABS模型各樓層質量 56 表4.2 ETABS模型各樓層水平靜態勁度 56 表4.3 本建築物隔震層之所有鉛心橡膠隔震器基本性質 57 表4.4 土木新館土壤鑽探報告 57 表4.5 各自由度識別結果與正確值之比較 58 表4.6 數值驗證之誤差指標EI 58 表4.7 數值驗證之各自由度反應最大值比較 59 表4.8 數值驗證(10倍)上部結構與隔震層識別結果與正確值比較 59 表4.9 數值驗證(10倍)隔震層非線性參數識別 60 表4.10 數值驗證(10倍)下部結構與等值基礎識別結果與正確值比較 60 表4.11 數值驗證(10倍)之誤差指標EI 61 表4.12 數值驗證(10倍)之各自由度反應最大值比較 61 表4.13 強震儀位置與頻道數摘要 62 表4.14 強震儀安裝位置明細表 62 表4.15 實例識別(Case 1)中系統識別之識別結果 64 表4.16 實例識別(Case 1)中wen模式參數識別結果與誤差指標 64 表4.17 實例識別(Case 1)之誤差指標EI 65 表4.18 實例識別(Case 2)中系統識別之識別結果 65 表4.19 實例識別(Case 2)之誤差指標EI 66 圖目錄 圖1.1 傳統建築物與隔震建築物成本比較 67 圖1.2 考慮地震風險後之使用期限費用比較 67 圖1.3 台北公館捷運站大樓 68 圖1.4 台大土木新系館大樓 69 圖2.1 理想化的加速度反應譜 70 圖2.2 理想化的位移反應譜 70 圖2.3 鉛心橡膠支承墊示意圖 71 圖2.4 實際的鉛心橡膠支承墊遲滯迴圈 71 圖2.5 簡化的四個集中質量節點結構 72 圖2.6 等效模態線性質量示意圖 72 圖3.1 理想化的中間層隔震建築物模型示意圖 74 圖3.2 各自由度各別取自由體圖 74 圖3.3 Bouc-Wen模型物理特性 74 圖3.4 (無遲滯效應) 76 圖3.5 (遲滯效應) 76 圖3.6 時Bouc-wen模式的力學行為(軟化模式) 77 圖3.7 時Bouc-wen模式的力學行為(硬化模式) 77 圖3.8 時Bouc-wen模式的力學行為 78 圖3.9 時Bouc-wen模式的力學行為 78 圖3.10 誤差指標(EI)當振幅差為兩倍時 79 圖3.11 誤差指標(EI)當週期差為兩倍時 79 圖3.12 誤差指標(EI)當有秒差時 80 圖3.13 TABPAH 1219地震歷時 80 圖3.14 單自由度Bouc-wen模式加速度歷時 81 圖3.15 單自由度Bouc-wen模式速度歷時 81 圖3.16 單自由度Bouc-wen模式位移歷時 82 圖3.17 單自由度Bouc-wen模式遲滯迴圈 82 圖4.1 TAP089EW921 之地表加速度歷時 83 圖4.2 基礎等效勁度組成示意圖 83 圖4.3a 上部結構回復力與位移關係圖 84 圖4.3b 隔震層回復力與位移關係圖 84 圖4.3c 下部結構回復力與位移關係圖 85 圖4.3d 等值基礎回復力與位移關係圖 85 圖4.4a1 數值驗證(1倍)上部結構加速度歷時比較 86 圖4.4a2 數值驗證(1倍)上部結構速度歷時比較 86 圖4.4a3 數值驗證(1倍)上部結構位移歷時比較 87 圖4.4b1 數值驗證(1倍)隔震層加速度歷時比較 87 圖4.4b2 數值驗證(1倍)隔震層速度歷時比較 88 圖4.4b3 數值驗證(1倍)隔震層位移歷時比較 88 圖4.4c1 數值驗證(1倍)下部結構加速度歷時比較 89 圖4.4c2 數值驗證(1倍)下部結構速度歷時比較 89 圖4.4c3 數值驗證(1倍)下部結構位移歷時比較 90 圖4.4d1 數值驗證(1倍)等值基礎加速度歷時比較 90 圖4.4d2 數值驗證(1倍)等值基礎速度歷時比較 91 圖4.4d3 數值驗證(1倍)等值基礎位移歷時比較 91 圖4.5a 模擬大地震之上部結構回復力與位移關係圖 92 圖4.5b 模擬大地震之隔震層回復力與位移關係圖 92 圖4.5c 模擬大地震之下部結構回復力與位移關係圖 93 圖4.5d 模擬大地震之等值基礎回復力與位移關係圖 93 圖4.6a1 數值驗證(10倍)上部結構加速度歷時比較 94 圖4.6a2 數值驗證(10倍)上部結構速度歷時比較 94 圖4.6a3 數值驗證(10倍)上部結構位移歷時比較 95 圖4.6b1 數值驗證(10倍)隔震層加速度歷時比較 95 圖4.6b2 數值驗證(10倍)隔震層速度歷時比較 96 圖4.6b3 數值驗證(10倍)隔震層位移歷時比較 96 圖4.6c1 數值驗證(10倍)下部結構加速度歷時比較 97 圖4.6c2 數值驗證(10倍)下部結構速度歷時比較 97 圖4.6c3 數值驗證(10倍)下部結構位移歷時比較 98 圖4.6d1 數值驗證(10倍)等值基礎加速度歷時比較 98 圖4.6d2 數值驗證(10倍)等值基礎速度歷時比較 99 圖4.6d3 數值驗證(10倍)等值基礎位移歷時比較 99 圖4.7 結構立面圖 100 圖4.8 地下室平面圖 100 圖4.9 隔震層平面圖 101 圖4.10 隔震層上方樓板平面圖 101 圖4.11 五樓平面圖 102 圖4.12 頂樓平面圖 102 圖4.13 經加速度儀所量測之加速度歷時反應 103 圖4.14 將加速度積分過後的速度歷時反應 103 圖4.15 將速度積分過後的位移歷時反應 104 圖4.16 通帶濾波器視窗示意圖 104 圖4.17 經濾波過後的加速度反應 105 圖4.18 經濾波過後的速度歷時反應 105 圖4.19 經濾波過後的位移歷時反應 106 圖4.20a1 實例識別(Case 1)上部結構加速度歷時比較 106 圖4.20a2 實例識別(Case 1)上部結構速度歷時比較 107 圖4.20a3 實例識別(Case 1)上部結構位移歷時比較 107 圖4.20b1 實例識別(Case 1)隔震層加速度歷時比較 108 圖4.20b2 實例識別(Case 1)隔震層速度歷時比較 108 圖4.20b3 實例識別(Case 1)隔震層位移歷時比較 109 圖4.20c1 實例識別(Case 1)下部結構加速度歷時比較 109 圖4.20c2 實例識別(Case 1)下部結構速度歷時比較 110 圖4.20c3 實例識別(Case 1)下部結構位移歷時比較 110 圖4.21a 實例識別(Case 1)上部結構回復力與位移關係圖 111 圖4.21b 實例識別(Case 1)隔震層回復力與位移關係圖 111 圖4.21c 實例識別(Case 1)下部結構回復力與位移關係圖 112 圖4.22a1 實例識別(Case 2)上部結構加速度歷時比較 112 圖4.22a2 實例識別(Case 2)上部結構速度歷時比較 113 圖4.22a3 實例識別(Case 2)上部結構位移歷時比較 113 圖4.22b1 實例識別(Case 2)隔震層加速度歷時比較 114 圖4.22b2 實例識別(Case 2)隔震層速度歷時比較 114 圖4.22b3 實例識別(Case 2)隔震層速度歷時比較 115 圖4.22c1 實例識別(Case 2)下部結構加速度歷時比較 115 圖4.23c2 實例識別(Case 2)下部結構速度歷時比較 116 圖4.23c3 實例識別(Case 2)下部結構位移歷時比較 116 圖4.24a 實例識別(Case 2)上部結構回復力與位移關係圖 117 圖4.24b 實例識別(Case 2)隔震層回復力與位移關係圖 117 圖4.25c 實例識別(Case 2)下部結構回復力與位移關係圖 118 | |
dc.language.iso | zh-TW | |
dc.title | 應用Bouc-Wen模式進行中間層隔震建築物之系統識別 | zh_TW |
dc.title | System Identification of a Building with Mid-Floor Seismic Isolation Using Bouc-Wen Model | en |
dc.type | Thesis | |
dc.date.schoolyear | 99-2 | |
dc.description.degree | 碩士 | |
dc.contributor.oralexamcommittee | 鍾立來,林子剛 | |
dc.subject.keyword | 系統識別,中間層隔震建築物,輸出誤差法,Bouc-Wen模式, | zh_TW |
dc.subject.keyword | System Identification,Building of Mid-Story Isolation,Output-Error Method,Bouc-Wen Modal, | en |
dc.relation.page | 121 | |
dc.rights.note | 有償授權 | |
dc.date.accepted | 2011-08-02 | |
dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
dc.contributor.author-dept | 土木工程學研究所 | zh_TW |
顯示於系所單位: | 土木工程學系 |
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