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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 鍾立來 | |
| dc.contributor.author | Mei-Chun Lin | en |
| dc.contributor.author | 林美君 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-15T03:53:35Z | - |
| dc.date.available | 2010-07-05 | |
| dc.date.copyright | 2010-07-05 | |
| dc.date.issued | 2010 | |
| dc.date.submitted | 2010-07-02 | |
| dc.identifier.citation | [1] Frahm, H., “Device for damping vibration of bodies.” U. S. Patent No.989-958(1911).
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| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/44723 | - |
| dc.description.abstract | 本文旨在探討結構加裝單一非線性TMD之最佳化設計公式之研究，分別考慮黏滯型阻尼器、定摩擦與變摩擦三種非線性TMD系統，其中定摩擦系統之摩擦係數為定值，不隨著摩擦面位置不同而改變；變摩擦系統之摩擦係數則為變數，隨著摩擦面位置不同而呈線性變化。首先，將動力平衡方程式轉換成一階狀態方程式，以求得離散時間系統之狀態方程式來進行動力分析。接著，分別考慮多組結構參數情況下，以結構反應之均方根值作為目標函數，採用直接搜尋法，取得多組非線性TMD最佳設計參數，再將TMD最佳設計參數進行無因次化，並利用最小平方法建立非線性TMD最佳化公式，做為描述、預測及控制之用。以臺北101結構轉換成單自由度系統作為案例分析之結構系統，藉由臺北101大樓結構及TMD參數，代入非線性TMD最佳化設計公式即可快速求得非線性TMD最佳設計參數，以直接搜尋法作為參數參考指標，並分別與最佳化設計公式比較，以驗證最佳化設計公式之可行性；另外亦以43層樓鋼構造建築風力作荷載，針對43層樓鋼構造建築轉換成單自由度系統作為案例分析之結構系統，且以43層樓鋼構造建築結構參數，分別以隨機振動法、非線性Viscous TMD最佳化設計公式用於裝置線性Viscous TMD之結構物以及直接搜尋法，此三種方法求得TMD最佳設計參數，比較驗證以線性Viscous TMD最佳化公式為特例之可行性。分析結果顯示，結構加裝單一非線性TMD之最佳化設計公式確實可行，可達到良好的減振效果；而參數分析部分，縱然，最佳阻尼係數Copt d、最佳定摩擦係數μopt以及最佳變摩擦參數βopt之相對誤差百分比縱然較大，然而，最佳頻率比Rf、位移比Rd及加速度比Ra之相對誤差百分比均在合理的範圍之內，因此減振效果依然良好；並由臺北101大樓的案例分析可知，只要設計得宜，不論是黏滯型阻尼系統、定摩擦系統或變摩擦系統之非線性TMD最佳化設計公式，均可達減振目的，使其頂樓加速度峰值降至5 gal以下。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | The present study aims at developing optimal design formulae of nonlinear tuned mass damper (TMD) for damped main systems under the displacement and acceleration response quantity being minimized. Direct search technique is used to obtain the optimum damping coefficient, friction coefficient, friction parameter and tuning frequency ratio of a nonlinear TMD system for which the response of a damped single degree-of-freedom main system subjected to white-noise random excitation is minimized. Optimal design formulae for these optimum parameters are then obtained by a sequence of curve-fitting techniques. The feasibility of the proposed optimal design formulae is illustrated numerically by using Taipei 101 structure implemented with TMD. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-15T03:53:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-99-R97521235-1.pdf: 2824173 bytes, checksum: e4e66b410cca82a3a74df75a3b79dfeb (MD5) Previous issue date: 2010 | en |
| dc.description.tableofcontents | 口試委員會審定書........................................................................................................ I
誌謝.............................................................................................................................. II 摘要............................................................................................................................. III Abstract....................................................................................................................... IV 第一章 緒論 1 1.1研究動機及目的 1 1.2文獻回顧 3 1.3本文內容 7 第二章 單自由度結構加裝非線性TMD之動力方程式 9 2.1單自由度結構加裝非線性TMD之動力系統 9 2.1.1非線性Viscous TMD阻尼力 11 2.1.2非線性FPS TMD摩擦力 11 2.2最佳化參數與目標函數指標 14 第三章 最佳化設計公式 18 3.1直接搜尋法之基本理論 18 3.2主結構系統簡介 18 3.3最佳化設計公式 20 3.3.1非線性Viscous TMD之最佳化設計公式 20 3.3.2 非線性 Fixed FPS TMD最佳化設計公式之建立 24 3.3.3 非線性 Variable FPS TMD最佳化設計公式之建立 28 3.4 最佳化設計公式可行性驗證 32 3.4.1 非線性 Viscous TMD最佳化設計公式可行性驗證 33 3.4.2 非線性FPS TMD最佳化設計公式可行性驗證 33 第四章 結構裝置單TMD實例分析 35 4.1臺北101大樓數值模擬 35 4.1.1加裝Viscous TMD 36 4.1.2加裝FPS TMD 39 4.2 43層樓鋼構造建築數值模擬 40 4.2.1隨機振動法 40 4.2.2加裝Viscous TMD 42 4.2.3加裝FPS TMD 44 第五章 結論與展望 46 5.1 結論 46 參考文獻 50 照片3.1 臺北101近照 55 照片3.2 裙樓內部照 55 照片4.1 臺北101調諧質塊阻尼器 59 表3.1 主結構參數(臺北101單自由度化參數) 59 表3.2 非線性黏滯型阻尼系統作用下，不同風力大小之最佳化參數 57 表3.3 非線性黏滯型阻尼系統作用下，不同頻率大小之最佳化參數 58 表3.4 非線性摩擦系統作用下，不同風力大小之最佳化參數 59 表3.5 非線性定摩擦系統作用下，不同頻率大小之最佳化參數 60 表3.6 非線性變摩擦系統作用下，不同頻率大小之最佳化參數 61 表3.7至表3.12：Viscous TMD最佳設計參數驗證 (位移比控制) 62至67 表3.13表3.18：Viscous TMD最佳設計參數驗證 (加速度比控制) 68至73 表3.19：Fixed FPS TMD最佳設計參數驗證 (位移比控制) 74 表3.20：Fixed FPS TMD最佳設計參數驗證 (加速度比控制) 75 表3.21：Variable FPS TMD最佳設計參數驗證 (位移比控制) 79 表3.22：Variable FPS TMD最佳設計參數驗證 (加速度比控制) 77 表4.1：臺北101TMD設計參數 78 表4.2：臺北101之Viscous TMD最佳化參數及風力反應比較 78 表4.4：43層樓鋼構造建築單自由度化主結構參數分析 80 表4.5：43層樓鋼構造建築最佳化參數比較 81 圖 2.1：單自由度結構加裝非線性TMD系統示意圖 84 圖 2.2：定摩擦係數與變摩擦係數關係圖 84 圖3.1：臺北101結構圖(資料來源：永峻工程) 85 圖 3.2：十組white noise風荷載歷時圖 886 圖 3.3至圖 3.8：非線性Viscous TMD最佳無因次化阻尼係數 88至108 圖 3.9至圖 3.14：無因次化阻尼係數最佳化公式之係數迴歸常數關係 112至 117 圖 3.15至圖 3.16：Viscous TMD 最佳設計公式係數之係數迴歸 118至120 圖 3.17至圖 3.21：Viscous TMD 最佳頻率比 122至138 圖 3.23至圖 3.28：Viscous TMD 頻率比最佳化公式之係數迴歸 146至151 圖 3.29：Viscous TMD 最佳設計公式係數之係數迴歸 152 圖 3.30至圖 3.35：非線性Fixed FPS TMD最佳無因次化定摩擦係數 153至158 圖 3.36：Fixed FPS TMD 最佳設計公式係數之係數回歸 159 圖 3.37至圖 3.42：Fixed FPS TMD 最佳頻率比 160至165 圖 3.43：Fixed FPS TMD 最佳設計公式係數之係數回歸 166 圖 3.44至圖 3.48：非線性Variable FPS TMD最佳無因次化變摩擦係數 167至172 圖 3.50：Variable FPS TMD 最佳設計公式係數之係數回歸 173 圖 3.51至圖 3.56：Variable FPS TMD 最佳頻率比 174至179 圖 3.57：Variable FPS TMD 最佳設計公式係數之係數回歸 180 圖 3.58：臺北101之半年回歸期風力歷時[47]及其頻譜圖 181 圖 3.60：Viscous TMD最佳阻尼係數之相對誤差 184 圖 3.61：Viscous TMD目標函數之相對誤差 186 圖 3.62：Fixed FPS TMD最佳頻率比之相對誤差 188 圖 3.63：Fixed FPS TMD最佳定摩擦係數之相對誤差 190 圖 3.64：Fixed FPS TMD目標函數之相對誤差 192 圖 3.65：Variable FPS TMD最佳頻率比之相對誤差 194 圖 3.66：Variable FPS TMD最佳變摩擦係數之相對誤差 196 圖 3.67：Variable FPS TMD目標函數之相對誤差 198 圖4.1：臺北101調諧質塊阻尼器配置圖 200 圖 4.2：臺北101單自由度化結構之位移歷時圖 201 圖 4.3：臺北101單自由度化結構之加速度歷時圖 202 圖 4.4：Viscous TMD之相對位移歷時圖 203 圖 4.5：Viscous TMD之阻尼力歷時圖 204 圖 4.6：Viscous TMD之遲滯迴圈 205 圖4.7：單自由度結構加裝單一FPS型TMD 205 圖 4.8：臺北101單自由度化結構加裝FPS TMD之位移歷時圖 206 圖 4.9：臺北101單自由度化結構加裝FPS TMD之加速度歷時圖 208 圖 4.10：FPS TMD之相對位移歷時圖 210 圖 4.11：FPS TMD之摩擦力歷時圖 212 圖 4.12：FPS TMD之遲滯迴圈圖 214 圖4.13：43層樓鋼構造建築結構圖 216 圖 4.14：風力歷時(43層樓鋼構造建築) 216 圖 4.15：43層樓鋼構造建築單自由度化結構之位移歷時圖 217 圖 4.16：43層樓鋼構造建築單自由度化結構之加速度歷時圖 219 圖 4.17：TMD之相對位移歷時圖(43層樓鋼構造建築) 221 圖 4.18：TMD之阻尼力歷時圖(43層樓鋼構造建築) 222 圖 4.19：TMD之遲滯迴圈圖(43層樓鋼構造建築) 223 附錄一 最佳化設計公式使用流程圖 224 附錄二 Viscous TMD 主程式碼 225 附錄三 Viscous TMD 副程式碼(一) 229 附錄四 Direct Search使用方式 231 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 最佳化設計公式 | zh_TW |
| dc.subject | 非線性 | zh_TW |
| dc.subject | optimal design formulae | en |
| dc.subject | nonlinear | en |
| dc.title | 結構物具單一非線性調諧質塊阻尼器
最佳化設計於降低風力反應之研究 | zh_TW |
| dc.title | Study on Optimal Design of Structure with Nonlinear Tuned Mass Damper for Reduction of Wind Responses | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 98-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.coadvisor | 吳賴雲 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 朱世禹,黃旭輝,劉明怡 | |
| dc.subject.keyword | 非線性,最佳化設計公式, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | nonlinear,optimal design formulae, | en |
| dc.relation.page | 231 | |
| dc.rights.note | 有償授權 | |
| dc.date.accepted | 2010-07-02 | |
| 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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|---|---|---|---|
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