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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 土木工程學系
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/63023
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DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor張國鎮(Chang, Kuo-Chun)
dc.contributor.authorYing-Hsuan Chenen
dc.contributor.author陳穎萱zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-16T16:19:12Z-
dc.date.available2013-02-21
dc.date.copyright2013-02-21
dc.date.issued2013
dc.date.submitted2013-02-01
dc.identifier.citation1. 陶其駿、厲娓娓,隔震建築應用與使用管理通俗化手冊之研擬,內政部建築研究所研究報告,2006。
2. 張國鎮、黃震興、蘇晴茂、李森枏,結構消能減震控制及隔震設計,民國93年。
3. 洪忠憙&小林正人,Vibratory Characteristics and Earthquake Response of Mid-Story Isolated Buildings,明治大學科學技術研究所紀要39(12)︰97-114,2000。
4. 洪忠憙&小林正人,Analytical Study of Modal Coupling Effect on Mid-story Isolation System by Eigen Value Analysis and Random Vibration Analysis(固有値解析およびランダム応答解析による中間層免震構造のモード連成作用効果の分析),日本建築學會大會學術講演梗概集(北海道),pp. 21167-21168,2004。
5. 汪向榮,中間樓層隔震建築之耐震行為分析與試驗研究,國立台灣大學土木工程學研究所博士論文,張國鎮教授指導,民國九十九年一月。
6. 林孟慧,中間樓層隔震結構之模態耦合效應研究,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文,張國鎮教授指導,民國九十七年六月。
7. Den Hartog, J. P., Mechanical Vibrations, 4th edition, McGraw-Hill, New York, 1956.
8. McNamara, R. J., Tuned Mass Dampers for Buildings, Journal of the Structural Division, ASCE, Vol. 103, pp. 1785-1798, 1977.
9. Luft, R. W., Optimal Tuned Mass Dampers for Buildings, Journal of the Structural Division, ASCE, Vol. 105, pp.2766-2772, 1979.
10. Hsiang-Chuan Tsai and Guan-Cheng Lin, Optimum Tuned-Mass Dampers for Minimizing Steady-State Response of Support-Excited and Damped Systems, Journal of Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 23, 957-973, 1993.
11. Sadek, F., Mohraz, B., Taylor, A. W., and Chung, R. M., A method of estimating the parameters of tuned mass dampers for seismic applications, Earthquake Eng. Struct. dyn. 26(6), 617-637, 1997.
12. 簡亭宜,結構自體調諧質量阻尼系統之耐震行為研究,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文,張國鎮教授指導,民國一百年六月。
13. 陳玫君,中間層隔震與速度型阻尼器配合隔震建築物之地震靜動力分析,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文,蔡益超教授指導,民國九十三年六月。
14. 蔡宜真,中間層隔震縮尺建築物振動台試驗研究,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文,張國鎮教授指導,民國九十六年一月。
15. 江春琴,中間樓層隔震建築之耐震行為研究,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文,張國鎮教授指導,民國九十六年六月。
16. 洪瑩真,中間樓層隔震建築物之試驗、設計與監測研究,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文,張國鎮教授指導,民國九十九年六月。
17. 建築物耐震規範及解說,內政部,2005年7月。
dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/63023-
dc.description.abstract近年來使用隔震技術之建築物數量快速成長,但一般基礎隔震在基礎施工以及和相鄰建築物相接處理上較為繁瑣,因此中間層隔震(Mid-Story Isolation System)應用日益廣泛,然而中間層隔震之結構動力特性不同於基礎隔震,高模態參與比例較高,造成隔震層下部結構反應放大。而調諧質量阻尼器(Tuned Mass Damper)是常見於高樓結構的減震裝置,利用一附加在主結構上的質量,配合特定頻率比與阻尼比之設計,在結構受外力擾動時消散能量,進而降低主結構反應,一般常用於控制風力造成的振動。
  本研究欲結合中間層隔震及調諧質量阻尼器概念,提出一新型結構系統,稱之為結構自體調諧質量阻尼系統(Building Mass Damper System),結合兩種系統之優點,同時控制隔震層上下部結構之受震反應。在此系統中,將上部結構作為調諧質量,其勁度和阻尼則由隔震層的支承墊和阻尼器提供。以一三自由度模型模擬BMD系統,分別代表上部結構、隔震層和下部結構,進行不同上下部結構質量比對於系統參數之敏感度分析,其結果為試驗設計參考依據。
  本文將規劃一振動台試驗,驗證此系統之有效性及變異各參數對系統反應之影響。根據上述參數分析結果選定一八層縮尺鋼構架設計為BMD系統,並設計一系列變異各系統參數之試驗構架,考慮不同地震特性,測試構架於單軸向地震力作用下之受震反應。配置一套完整量測機制,將蒐集後數據使用轉換函數、FFT、SRIM等系統識別方法分析試驗結果,分析得試驗構架的頻率、阻尼比、模態振形、模態參與係數等參數,並使用SAP2000軟體建立數值模型與試驗結果互相比較。最後,藉由理論推導及試驗結果,瞭解BMD系統耐震行為及各參數變異下對系統受震反應的影響,並計算實際結果和原始設計參數差異,探討試驗誤差原因,進而提出最佳化構架之設計。
zh_TW
dc.description.abstractThe effectiveness of mid-isolation systems in reducing the seismic demand of the superstructure above the isolation layer had been proved in many previous researches. It was also indicated, however, the response of substructure under the isolation layer may be enlarged due to the flexibility of the substructure and the contribution of the higher modes. On the contrary, the adoption of tuned mass damper (TMD) design can effectively control the dynamic response of the main structure (or substructure) induced by wind or seismic loads.
Therefore, the concept of tuned mass damper system is incorporated into mid-story isolated design to control the seismic response of both superstructure and substructure, which is building mass damper (BMD) design. In BMD design, the superstructure above the isolation layer can serve as a tuned absorber mass whose stiffness and damping are provided by the isolation system composed of elastomeric bearings and additional dampers. Therefore, the advantages of conventional tuned mass damper and mid-story isolation systems can be integrated in the BMD design.
This paper presents a shaking table test scheme, in order to verify the effectiveness of the BMD system with the design parameters deduced in the previous studies on the seismic protection of a building structure, the response of a series of specimens with optimum and non-optimum design parameters under different excitations had been measured. After the test, some system identification methods were performed to acquire the modal information such as frequency, damping ratio and modal participation mass ratio of test specimens. Based on the above information, numerical models which stimulate the test results can be established and the numerical analysis results and experimental results can be compared. Finally, in combination of the parameter analysis and experimental results, the behavior of BMD system and the influence of each parameters of interest on the seismic responses were realized. Also, the factors which caused errors in the experiment can be discussed and a modified optimal numerical model was proposed.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-16T16:19:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1
ntu-102-R99521214-1.pdf: 28464386 bytes, checksum: 010b09d0f816ce490db50cb64866b672 (MD5)
Previous issue date: 2013
en
dc.description.tableofcontents口試委員會審定書 I
誌謝 II
摘要 III
ABSTRACT IV
目錄 VI
表目錄 VIII
圖目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與目的 1
1.1.1 中間層隔震系統 1
1.1.2 調諧質量阻尼器 2
1.1.3 研究目的 2
1.2 研究內容與架構 3
第二章 文獻回顧 9
2.1 TMD相關文獻 9
2.2 BMD結構系統三自由度模型 10
2.3 BMD參數敏感度分析 11
第三章 BMD縮尺結構振動台試驗規劃 24
3.1 縮尺結構試體簡介 24
3.2 試驗構架設計 25
3.2.1 BMD系統設計流程 25
3.2.2 變異參數之試驗構架設計 26
3.3 橡膠支承墊 27
3.3.1 基本構造原理 27
3.3.2 設計及檢核流程 27
3.3.3 橡膠支承墊性能測試 30
3.3.4 橡膠支承墊性能測試結果 31
3.4 液態黏性阻尼器 31
3.4.1 基本構造原理 31
3.4.2 力學行為 32
3.4.3 液態黏性阻尼器性能測試 32
3.4.4 液態黏性阻尼器性能測試結果 33
3.5 試驗細部規劃及感測計配置 34
3.5.1 結構控制元件及斜撐裝設 34
3.5.2 試驗感測計裝置佈設 34
3.6 輸入地震歷時 35
第四章 振動台試驗結果 71
4.1 BMD試驗構架與空構架受震反應比較 71
4.2 系統識別 72
4.3 數值模擬及參數計算 72
4.3.1 數值模擬結果 72
4.3.2 試驗參數誤差計算 73
4.4 變異各參數之構架受震反應比較 74
4.4.1 Specimen A-1、A-2、A-3試驗結果比較 74
4.4.2 Specimen A-1、A-4、A-5試驗結果比較 74
4.4.3 Specimen A-1、A-6、A-7試驗結果比較 75
4.4.4 Specimen B-1、B-2、B-3試驗結果比較 76
4.5 小結 76
第五章 BMD最佳化構架數值模擬 163
5.1 BMD最佳化構架設計模擬 163
5.2 變異各參數數值模擬結果 164
5.3 BMD設計與隔震設計比較 165
5.4 小結 165
第六章 結論與未來展望 212
6.1 結論 212
6.2 建議 213
參考文獻 215
dc.language.isozh-TW
dc.subject系統識別zh_TW
dc.subject數值分析zh_TW
dc.subject設計方法zh_TW
dc.subject自體調諧質量阻尼器zh_TW
dc.subject中間樓層隔震zh_TW
dc.subject調諧質量阻尼器zh_TW
dc.subjectsystem identification methoden
dc.subjectTuned Mass Damperen
dc.subjectBuilding Tuning Mass Damperen
dc.subjectdesign processen
dc.subjectnumerical analysisen
dc.subjectMid-isolation systemen
dc.title結構自體調諧質量阻尼系統之振動台試驗研究zh_TW
dc.titleExperimental Study of Structures Using Building Mass Damper Systemen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear101-1
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee羅俊雄,黃震興
dc.subject.keyword調諧質量阻尼器,中間樓層隔震,自體調諧質量阻尼器,設計方法,數值分析,系統識別,zh_TW
dc.subject.keywordMid-isolation system,Tuned Mass Damper,Building Tuning Mass Damper,design process,numerical analysis,system identification method,en
dc.relation.page216
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2013-02-04
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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