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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/38821Full metadata record
| ???org.dspace.app.webui.jsptag.ItemTag.dcfield??? | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 張國鎮 | |
| dc.contributor.author | Tsung-Yi Lin | en |
| dc.contributor.author | 林宗億 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-13T16:47:46Z | - |
| dc.date.available | 2005-07-11 | |
| dc.date.copyright | 2005-07-11 | |
| dc.date.issued | 2005 | |
| dc.date.submitted | 2005-06-27 | |
| dc.identifier.citation | 1. Anil K. Chopra, “Dynamics of Structures, Theory And Applications to
Earthquake Engineering”, Prentice-Hall, Inc,2001 2. Anil K. Chopra, Rakesh K. Goel, “A Modal Pushover Analysis Procedure for Estimating Seismic Demand for Buildings”, Earthquake Engineering And Structural Dynamics, 31:561-582,2002 3. Anil K. Chopra, Rakesh K. Goel, “A Modal Pushover Analysis Procedure for Estimating Seismic Demand for Unsymmetric-plan Buildings”, Earthquake Engineering And Structural Dynamics, 33: 903-927, 2004 4. Carlos Andres Blandon U, M.J.N Priestley, “Equivalent Viscous Damping Equations For Direct Displacement Base design”, Journal of Earthquake Engineering 5. Chatpan Chintanapakdee, Anil K. Chopra, “Seismic Response of Vertically Irregular Frames: Response History and Modal Pushover Analysis”, Journal of Structural Engineering,2004 6. FEMA273, “NEHRP Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings”, Federal Emergency Agency, Washington, D. C.,1997 7. FEMA356, “Prestandard and Commentary for The Seismic Rehabilitation of Buildings”, Federal Emergency Agency, Washington, D. C.,2000 8. Kim, Jinkoo, Choi, Hyunhoon, “Displacement-Based Design of Supplemental Dampers for Seismic Retrofit of a Frame Structure”, Korea Science and Engineering Foundation under Grant No. R01-1999-00298 9. 林裕淵、張國鎮，「功能設計消能減震結構之位移設計法」，國立 台灣大學土木工程研究所博士論文，2001 61 10. 黃震興、黃尹男，「使用線性黏性阻尼器建築結構之耐震試驗與分 析」，國家地震工程研究中心（NCREE-01-022),2001 11. 黃震興、黃尹男、洪雅惠，「含非線性黏性阻尼器結構之減震試 驗與分析」，國家地震工程研究中心(NCREE-02-020),2002 12. 蔡克銓、翁元滔，「建築結構多振態耐震性能評析與位移導向設 計法研究」，國立台灣大學地震工程研究中心(R92-02)，2003 13. 陳長佑、張國鎮，「既有建築物加裝消能器補強之位移設計法」， 國立台灣大學土木工程研究所碩士論文，2003 14. 張國鎮、黃震興、蘇晴茂、李森柟，「結構消能減震控制及隔震 設計」，全華科技圖書股份有限公司，2003 15. 黃震興、黃尹男、李昭逸，「含黏性阻尼器減震結構之非彈性地 震反應試驗與分析」，國家地震工程研究中心(NCREE-03-011), 2003 | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/38821 | - |
| dc.description.abstract | 現今之耐震需求單靠結構發揮韌性來抵禦地震力已稍嫌不足，結構控制概念的加入，可運用消能裝置或隔震系統來降低結構物因地震力傳入之反應，結構物不致發揮太大韌性而造成嚴重破壞，使得在震後仍可正常使用。位移設計法在設計過程中，主要是控制結構物之頂層位移，設計者可根據結構物之功能性或規範規定之容許層間相對位移來設定目標位移，強度及勁度不再是設計中之變數，而是設計結果，且在結構整體或區域之位移變形上，位移設計比強度設計更能清楚洞察到結構損壞及極限破壞之情況。
本文之重點乃在多層結構物上加裝非線性黏性阻尼器，應用位移設計法以控制結構頂層位移，並檢核其加速度，利用平均消散能及平均儲存能推導出結構之等效線性系統：等效勁度、等效阻尼比；同樣以平均消散能提出非線性黏性阻尼器之等效線性阻尼比，並評估結構單、多模態位移貢獻對等效阻尼之影響，以及比較與Constantinou提出之等效阻尼比在位移設計法上之差異，最後以三層樓鋼構架加裝非線性黏性阻尼器進行振動台試驗，將實驗、位移設計結果與非線性歷時分析互做比較。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | Displacement-base design is the method that used displacement of the structure as the major design parameter. It can also check the acceleration of the roof. In this design procedure, strength and stiffness are no longer the variable. This method specifies the target displacement first, and designs the essential properties of the energy dissipation device. Passive energy dissipation is a technique that offers extra damping to raise the performance of the structure during an earthquake. This paper is concerned with the modeling of nonlinear viscous damper and the displacement-base design of structures for seismic retrofit purposes. In this paper, the equivalent damping ratio of the nonlinear viscous damper is determined by the proposed model of equivalent linear viscous damper. The model also expresses the equivalent stiffness and equivalent damping ratio of the equivalent linear system in accordance with the average store energy and average dissipation energy. The proposed design method has been verified by shaking table test. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-13T16:47:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-94-R92521201-1.pdf: 1601188 bytes, checksum: 8f4174210a71297151232baa1d201463 (MD5) Previous issue date: 2005 | en |
| dc.description.tableofcontents | 誌謝……………………………………………………………………一
摘要……………………………………………………………………二 Abstract………………………………………………………………三 目錄……………………………………………………………………四 表目錄…………………………………………………………………七 圖目錄…………………………………………………………………八 第一章 緒論…………………………………………………………1 1.1 研究動機與目的……………………………………………1 1.2 研究方法……………………………………………………2 1.3 研究內容……………………………………………………3 第二章 文獻回顧……………………………………………………4 2.1 液態黏性阻尼器……………………………………………4 2.1.1 簡介……………………………………………………4 2.1.2 構造及力學性質………………………………………4 2.1.3 線性黏性阻尼器之等效阻尼比………………………6 2.1.4 非線性黏性阻尼器之等效阻尼比……………………9 2.1.5 黏性阻尼器於構架降伏後之等效阻尼比……………10 2.2 位移設計法…………………………………………………12 2.2.1 替代結構法……………………………………………12 2.2.2 新建結構之位移設計法………………………………14 2.2.3 既存結構之位移設計法………………………………18 2.3 側力分佈（FEMA356）……………………………………19 2.4 多自由度轉換單自由度系統………………………………20 第三章 結構加裝非線性黏性阻尼器之位移設計法………………22 前言………………………………………………………………22 3.1 含非線性黏性阻尼器結構之理論…………………………22 3.2 非線性黏性阻尼器之等效線性黏性阻尼比理論………....24 3.2.1 非線性黏性阻尼器……………………………………24 3.2.2 考慮單模態之等效線性阻尼比………………………25 3.2.3 考慮多模態之等效線性阻尼比………………………26 3.2.4 非線性黏性阻尼器之等效線性阻尼比測試…………29 3.2.5 小結……………………………………………………30 3.3 含非線性黏性阻尼器補強結構之位移設計法理論………31 3.3.1 結構整體之等效阻尼比................................................32 3.3.2 非線性靜力測推分析(側力分佈)……………………34 3.3.3 直接位移設計之流程與步驟…………………………35 3.3.4 頂層絕對加速度之推估………………………………36 3.4 位移設計範例………………………………………………37 3.4.1 範例一…………………………………………………37 3.4.2 範例二…………………………………………………40 3.4.3 範例三…………………………………………………42 3.5 位移設計法與非線性歷時分析之比較……………………45 第四章 含非線性黏性阻尼器之鋼構架試驗………………………46 前言………………………………………………………………46 4.1 既存三層樓鋼構架…………………………………………46 4.2 試驗之位移設計法…………………………………………47 4.3 試驗裝置及佈置……………………………………………49 4.3.1 非線性黏性阻尼器……………………………………49 4.3.2 量測系統之裝置………………………………………49 4.4 振動台試驗程序……………………………………………51 第五章 試驗分析結果與比較………………………………………52 5.1 白訊試驗結果………………………………………………52 5.2 振動台試驗結果……………………………………………53 5.2.1 彈性階段………………………………………………53 5.2.2 降伏階段………………………………………………54 5.3 位移設計法與試驗結果之比較……………………………54 第六章 結論與建議…………………………………………………58 6.1 結論…………………………………………………………58 6.2 建議…………………………………………………………59 參考文獻………………………………………………………………60 表目錄 表3.1 非線性黏性阻尼器基本性質…………………………………62 表3.2 等效線性阻尼比測試比較……………………………………62 表3.3 等效線性阻尼比測試比較……………………………………63 表3.4 等效線性阻尼比測試比較……………………………………63 表3.5 ELCENTRO PGA=958gal位移設計法結果…………………….64 表3.6 第二類人造歷時 PGA=1g位移設計法結果………………….65 表3.7 第二類人造歷時 PGA=1g位移設計法結果………………….66 表3.8 ELCENTRO PGA=958gal位移設計法結果…………………….67 表3.9 位移設計法與非線性歷時分析結果之差異…………………68 表3.10 位移設計法與非線性歷時分析結果之差異………………68 表4.1 型鋼之斷面尺寸………………………………………………69 表4.2 型鋼之單位重量………………………………………………69 表4.3 試片抗拉試驗結果……………………………………………70 表4.4 非線性動力分析與位移設計法之比較………………………71 表4.5 非線性黏性阻尼器之基本性質………………………………71 表4.6 量測儀器之位置與量測內容…………………………………72 表4.7 應變計之位置與量測功能……………………………………73 表4.8 阻尼器之極限測試(ELcentro)………………………………74 表4.9 試驗之地震歷時………………………………………………74 表5.1 非線性黏性阻尼器基本性質…………………………………75 表5.2 實驗與分析結果之比較………………………………………75 圖目錄 圖2.1 黏性阻尼器構造………………………………………………76 圖2.2 液態黏性阻尼器力與速度關係圖……………………………76 圖2.3 線性與非線性黏性阻尼器力與位移關係圖…………………..77 圖2.4 Viscous Damper和Viscoelastic Damper之遲滯行為………77 圖2.5 受正弦運動之單自由度系統…………………………………78 圖2.6 彈性能（WS）和阻尼所消散之能量(WD)…………………78 圖2.7 理想化之彈塑性遲滯行為……………………………………79 圖2.8 等效線性系統…………………………………………………79 圖2.9 結構力與位移理想雙線性關係………………………………80 圖2.10 等效勁度………………………………………………………80 圖2.11 等效阻尼係數…………………………………………………81 圖2.12 新建結構之位移設計流程圖…………………………………81 圖2.13 Takeda遲滯阻尼模型…………………………………………82 圖2.14 Pushover曲線之雙線性化……………………………………82 圖2.15 多自由度轉換單自由度系統關係圖…………………………83 圖3.1 等效阻尼比測試流程…………………………………………84 圖3.2 ELcentro與第二類人造地盤地震位移反應譜………………85 圖3.3 ELcentro與第二類人造地盤地震加速度反應譜……………86 圖3.4 考慮多模態、單模態之等效線性阻尼比與Constantinou等效阻尼比之比較…………………………………………………………87 圖3.5 在結構降伏後考慮多模態、單模態與Constantinou等效阻尼比之比較……………………………………………………………87 圖3.6 考慮單模態側力分佈之Pushover曲線………………88 圖3.7 考慮多模態側力分佈之Pushover曲線……………..................88 圖3.8 既有鋼結構補強之位移設計流程………………......................89 圖3.9 模態分佈側力之非線性靜力側推分析……………..................90 圖3.10 阻尼比為 對應之彈性相對位移反應譜 (ELcentro PGA = 958gal)…………………………….................90 圖3.11 考慮單模態側力分佈之Pushover曲線 (ELcentro PGA = 958gal)................………………...................91 圖3.12 阻尼比為 對應之彈性相對位移反應譜 (目標位移：14cm 第二類人造歷時 PGA=1g)………...................91 圖3.13 考慮多模態側力分佈之Pushover曲線 (目標位移：14cm 第二類人造歷時 PGA=1g)………...................92 圖3.14 第二類人造歷時PGA=1g之位移反應譜.…………..................92 圖3.15 第二類人造歷時PGA=1g之加速度反應譜.……......................93 圖3.16 考慮單模態側力分佈之Pushover曲線 (目標位移：15cm ELCENTRO PGA=958gal)..……..............93 圖3.17 考慮多模態側力分佈之Pushover曲線 (目標位移：15cm ELCENTRO PGA=958gal).……....................94 圖3.18 ELCENTRO PGA=958gal之位移反應譜..……………................94 圖3.19 ELCENTRO PGA=958gal之加速度反應譜.……………............95 圖3.20 考慮單模態側力分佈之Pushover曲線 (ELcentro PGA = 958gal)................………………...................95 圖3.21 考慮多模態側力分佈之Pushover曲線 (ELcentro PGA = 958gal)................………………...................96 圖3.22 ELCENTRO PGA=958gal之位移反應譜..……………................96 圖3.23 ELCENTRO PGA=958gal之加速度反應譜.……………............97 圖4.1 未含阻尼器之三層樓空構架.…………………………………98 圖4.2 含非線性黏性阻尼器之三層樓鋼構架………………………..99 圖4.3 實驗構架三視圖………………………………………………100 圖4.4 柱翼版之應力-變形圖………………………………………..101 圖4.5 質量塊之擺置…………………………………………………101 圖4.6 ELcentro地震歷時與反應譜…………………........................102 圖4.7 Lump Mass之簡化模型………………………………………..103 圖4.8 考慮多模態側力分佈之Pushover曲線 (ELcentro PGA = 958gal)................……………….................103圖4.9 ELCENTRO PGA=958gal之位移反應譜………………………..104 圖4.10 ELCENTRO PGA=958gal之加速度反應譜……………………104 圖4.11 非線性黏性阻尼器（1）……………………………………105 圖4.12 非線性黏性阻尼器（2）……………………………………105 圖4.13 三層樓鋼構架樓層相對位移歷時反應……………………..106 圖4.14 三層樓鋼構架樓層相對加速度歷時反應…………………..107 圖4.15 第一跨構架（東側）測量儀器裝設位置…………………..108 圖4.16 第二跨構架（西側）測量儀器裝設位置…………………..109 圖4.17 阻尼器測量儀器裝設位置…………………………………..110 圖4.18 第二類人造地盤地震歷時(正規劃至1g)與反應譜………..111 圖5.1 空構架之傳遞函數（Transfer Function 53gal）………………..112 圖5.2 含阻尼構架之傳遞函數（Transfer Function 45gal）…………..112 圖5.3 空構架之傳遞函數（Transfer Function 129gal）………………113 圖5.4 含阻尼構架之傳遞函數（Transfer Function 94gal）…………..113 圖5.5 含阻尼構架之傳遞函數（Transfer Function 137gal）………….114 圖5.6 含阻尼構架之傳遞函數（Transfer Function 195gal）………….114 圖5.7 含阻尼構架之傳遞函數（Transfer Function 248gal）…………115 圖5.8 含阻尼構架之傳遞函數（Transfer Function 290gal）…………115 圖5.9 實驗與分析在位移與加速度歷時比較圖 (第二類人造地震歷時 PGA=43gal)………...........................116 圖5.10 實驗與分析在位移與加速度歷時比較圖 (第二類人造地震歷時 PGA=122gal)……….........................116 圖5.11 實驗與分析在位移與加速度歷時比較圖 (第二類人造地震歷時 PGA=255gal)……….........................118 圖5.12 實驗與分析在位移與加速度歷時比較圖 (ELcentro歷時 PGA=58gal)……….......................................119 圖5.13 實驗與分析在位移與加速度歷時比較圖 (ELcentro歷時 PGA=115gal)……….....................................120 圖5.14 實驗之頂層位移與加速度歷時圖 (ELcentro歷時 PGA=95gal)……….......................................121 圖5.15 實驗之頂層位移與加速度歷時圖 (ELcentro歷時 PGA=185gal)……….....................................122 圖5.16 實驗之頂層位移與加速度歷時圖 (ELcentro歷時 PGA=240gal)……….....................................123 圖5.17 實驗之頂層位移與加速度歷時圖 (ELcentro歷時 PGA=275gal)……….....................................124 圖5.18 實驗之頂層位移與加速度歷時圖 (ELcentro歷時 PGA=341gal)……….....................................125 圖5.19 實驗之頂層位移與加速度歷時圖 (第二類人造地震歷時 PGA=89gal)………...........................126 圖5.20 實驗之頂層位移與加速度歷時圖 (第二類人造地震歷時 PGA=187gal)……….........................127 圖5.21 實驗之頂層位移與加速度歷時圖 (第二類人造地震歷時 PGA=280gal)……….........................128 圖5.22 實驗與分析在各樓層位移歷時比較圖 (ELcentro歷時 PGA=95gal)……….......................................129 圖5.23 實驗與分析在各樓層加速度歷時比較圖 (ELcentro歷時 PGA=95gal)……….......................................130 圖5.24 實驗與分析在各樓層位移歷時比較圖 (ELcentro歷時 PGA=185gal)……….....................................131 圖5.25 實驗與分析在各樓層加速度歷時比較圖 (ELcentro歷時 PGA=185gal)……….....................................132 圖5.26 實驗與分析在各樓層位移歷時比較圖 (ELcentro歷時 PGA=240gal)……….....................................133 圖5.27 實驗與分析在各樓層加速度歷時比較圖 (ELcentro歷時 PGA=240gal)……….....................................134 圖5.28 實驗與分析在各樓層位移歷時比較圖 (ELcentro歷時 PGA=275gal)……….....................................135 圖5.29 實驗與分析在各樓層加速度歷時比較圖 (ELcentro歷時 PGA=275gal)……….....................................136 圖5.30 實驗與分析在各樓層位移歷時比較圖 (ELcentro歷時 PGA=341gal)……….....................................137 圖5.31 實驗與分析在各樓層加速度歷時比較圖 (ELcentro歷時 PGA=341gal)……….....................................138 圖5.32 實驗降服後之構架（向左傾斜）…………………………..139 圖5.33 實驗之頂層相對位移歷時圖(ELcentro歷時 PGA=958gal)……140 圖5.34 實驗之頂層相對加速度歷時圖(ELcentro歷時 PGA=958gal)…140 圖5.35 實驗與分析在各樓層位移歷時比較圖 (ELcentro歷時 PGA=958gal)……….....................................141 圖5.36 實驗與分析在各樓層加速度歷時比較圖 (ELcentro歷時 PGA=958gal)……….....................................142 圖5.37 各層樓非線性黏性阻尼器之遲滯迴圈 (ELcentro歷時 PGA=958gal)……….....................................143 圖5.38 遲滯迴圈之分析與實驗結果比較 (ELcentro歷時 PGA=958gal)……….....................................144 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 黏性 | zh_TW |
| dc.subject | 非線性 | zh_TW |
| dc.subject | 阻尼器 | zh_TW |
| dc.subject | viscous | en |
| dc.subject | damper | en |
| dc.subject | nonlinear | en |
| dc.title | 含非線性黏性阻尼器結構之位移設計法與實驗研究 | zh_TW |
| dc.title | Experimental Study on Displacement Based Design of Structures with Viscous dampers | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 93-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 羅俊雄,蔡克銓 | |
| dc.subject.keyword | 非線性,黏性,阻尼器, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | nonlinear,viscous,damper, | en |
| dc.relation.page | 144 | |
| dc.rights.note | 有償授權 | |
| dc.date.accepted | 2005-06-28 | |
| dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 土木工程學研究所 | zh_TW |
| Appears in Collections: | 土木工程學系 | |
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|---|---|---|---|
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