NCREE-2012-002
時間 2012-05-31
標題 結構自體調諧質量阻尼系統之耐震行為研究
作者 張國鎮汪向榮李柏翰、簡亭宜、陳穎萱
摘要
隔震技術目前發展逐漸成熟,因應經濟發展與土地取得不易等因素,
除了基礎隔震設計迅速發展外,中間樓層隔震設計因施工便利性且較易滿
足建築上的特殊考量與功能需求等多項優點,使用案例亦日益廣泛,利用
隔震技術可延長隔震層上方結構之自然週期,以有效降低其受震反應。對
應於隔震設計,調諧質量阻尼器設計能夠有效控制主結構物在外力擾動下
之反應,調諧質量通常遠小於主結構質量,其目前主要仍以考慮控制風力
振動之應用為主。
本研究欲提出一結合隔震設計與調諧質量阻尼器設計之優化自體調諧
質量阻尼系統,將隔震層上方結構作為自體調諧質量,隔震層可提供此自
體調諧質量阻尼器之勁度與阻尼比,利用此一優化設計同時降低隔震層上、
下方結構之受震反應。因此,首先以一簡化三自由度結構模型模擬自體調
諧質量阻尼系統,進行各項結構系統參數之敏感度分析,探討相關參數變
異之敏感度,並建議一優化自體調諧質量阻尼系統設計方法,此一設計方
法亦可解決目前中間樓層隔震設計中忽略隔震層下方結構勁度對於隔震層
上方結構隔震效益之影響。此外,以現有縮尺試驗構架進行相關設計與數
值分析,數值模型包含採用優化與非優化設計進行結構物動力特性及耐震
行為探討,並比較各項參數變異對於其受震反應之影響。最後,以國家地
震工程研究中心既有結構物進行優化與非優化自體調諧質量阻尼系統設計
之實例分析研究,將實際工址量測之地震紀錄進行分析,以討論自體調諧
質量阻尼系統在實際設計之可行性,以及實際工址地震特性對於自體調諧
質量阻尼系統之影響。
關鍵字 自體調諧質量阻尼器、調諧質量阻尼器、中間樓層隔震、敏感度分析、優化設計、數值分析
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