田堯彰臺灣大學：土木工程學研究所陳柏愷2007-11-252018-07-092007-11-252018-07-092005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/50488在生命安全無虞的情況下，使結構內設備物不因地震而損壞是亟需要關心的重要問題。台灣的產業特性造成了高科技廠房林立，其中不乏晶元廠及電信中心等等重要建築，一旦地震使其內設備失去運作功能甚至損壞，對於產業或生活的衝擊也不容忽視。 為了減緩結構與設備物在地震下的反應，基底隔震是可以考慮的設計方式。本研究乃建立包含隔震層、主結構、設備物的合成系統模型，並在考慮互制、協調、非比例阻尼的情況下，利用模態修正的概念求解合成系統在任意地表加速度輸入時的反應值，而不需依靠歷時分析。同時考慮偏心的存在，即主結構本身的偏心，及設備物連接點的偏心，使扭轉偶合也成為影響基底隔震合成系統反應的因素。再利用快速富利葉轉換，於頻率域求解模態最大反應值，配合選用的模態組合方式求得所需的反應值。目錄 誌謝 一 摘要 二 目錄 三 圖目錄 五 表目錄 七 第一章 導論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 本文內容 5 第二章 主結構與設備物的合成系統 7 2.1 簡介 7 2.2 分析模式 7 2.2.1 二自由度合成系統 8 2.2.2 偏心二自由度系統 13 2.3 六自由度合成系統 16 2.3.1 不協調模態 19 2.3.2 單協調模態 21 2.3.3 多重協調模態 23 2.4 協調與否的判定 26 第三章 基底隔震合成系統 27 3.1 簡介 27 3.2 三自由度合成系統的二次模態修正 28 3.3 九自由度基底隔震合成系統 37 3.3.1 不協調模態 45 3.3.2 單協調模態 47 3.3.3 多重協調模態 49 3.4 協調與否的判定 52 第四章 實例驗證 54 4.1 模態組合與最大反應 54 4.2 狀態空間法 57 4.3 六自由度合成系統例 58 4.4 三自由度合成系統二次模態修正例 61 4.5 九自由度基底隔震合成系統例一 63 4.6 九自由度基底隔震合成系統例二 66 第五章 結論與展望 68 5.1 結論 68 5.2 展望 70 參考文獻 71 圖目錄 圖2.2.1 二自由度合成系統 73 圖2.2.2 偏心二自由度系統 73 圖2.3.1 六自由度合成系統 74 圖2.3.2 協調情況說明 75 圖3.2 基底隔震合成系統分析流程 76 圖3.3.1 基底隔震系統示意 77 圖3.3.2 九自由度基底隔震合成系統3D簡圖 78 圖3.3.3 九自由度基底隔震合成系統分析模型 79 圖3.3.4 九自由度合成系統隔震層自由體圖 80 圖3.3.5 九自由度合成系統主結構自由體圖 81 圖3.3.6 九自由度合成系統設備物自由體圖 82 圖4.3.1 地表加速度歷時一 83 圖4.4.1a 三自由度合成系統1st實部模態-參考解 85 圖4.4.1b 三自由度合成系統1st實部模態-二次修正解 85 圖4.4.2a 三自由度合成系統2ns實部模態-參考解 86 圖4.4.2b 三自由度合成系統2nd實部模態-二次修正解 86 圖4.4.3a 三自由度合成系統3rd實部模態-參考解 87 圖4.4.3b 三自由度合成系統3rd實部模態-二次修正解 87 圖4.5.1a~c 例4.5第一實部模態圖 101 圖4.5.2a~c 例4.5第二實部模態圖 102 圖4.5.3a~c 例4.5第三實部模態圖 103 圖4.5.4 例4.5設備物X向反應-變動 106 圖4.5.5 例4.5設備物Y向反應-變動 106 圖4.5.6 例4.5設備物扭轉向反應-變動 107 圖4.5.7 例4.5設備物X向反應-變動 109 圖4.5.8 例4.5設備物Y向反應-變動 109 圖4.5.9 例4.5設備物扭轉向反應-變動 110 圖4.6.1 地表加速度歷時二 111 圖4.6.2 例4.6偏心位置示意 111 圖4.6.3a~c 例4.6第一實部模態圖 113 圖4.6.4a~c 例4.6第二實部模態圖 114 圖4.6.5a~c 例4.6第三實部模態圖 115 表目錄 表4.3.1 六自由度合成系統各自由度最大反應 83 表4.4.1 三自由度合成系統模態-參考解 84 表4.4.2 三自由度合成系統模態-一次修正 84 表4.4.3 三自由度合成系統模態-二次修正 84 表4.4.4 三自由度合成系統反應-變動 88 表4.4.5a~c 三自由度合成系統反應與模態- 0.001 89 表4.4.6a~c 三自由度合成系統反應與模態- 0.0025 90 表4.4.7a~c 三自由度合成系統反應與模態- 0.005 91 表4.4.8a~c 三自由度合成系統反應與模態- 0.0075 92 表4.4.9a~c 三自由度合成系統反應與模態- 0.01 93 表4.4.10a~c 三自由度合成系統反應與模態- 0.025 94 表4.4.11a~c 三自由度合成系統反應與模態- 0.05 95 表4.4.12a~c 三自由度合成系統反應與模態- 0.075 96 表4.4.13a~c 三自由度合成系統反應與模態- 0.1 97 表4.5.1a 例4.5 1st~3rd模態-狀態空間法 98 表4.5.2a 例4.5 1st~3rd模態-二次修正法 98 表4.5.1b 例4.5 4th~6th模態-狀態空間法 99 表4.5.2b 例4.5 4th~6th模態-二次修正法 99 表4.5.1c 例4.5 7th~9th模態-狀態空間法 100 表4.5.2c 例4.5 7th~9th模態-二次修正法 100 表4.5.3 例4.5各自由度最大反應 104 表4.5.4a 例4.5最大反應(d.o.f.1~3) 104 表4.5.4b 例4.5最大反應(d.o.f.4~6) 105 表4.5.4c 例4.5最大反應(d.o.f.7~9) 105 表4.5.5 例4.5設備物最大反應 108 表4.6.1 例4.6自然頻率 112 表4.6.2 例4.6最大反應 112 表4.6.3a 例4.6設備物X向最大反應-狀態空間法 116 表4.6.4a 例4.6設備物X向最大反應-二次修正法 117 表4.6.3b 例4.6設備物Y向最大反應-狀態空間法 118 表4.6.4b 例4.6設備物Y向最大反應-二次修正法 119 表4.6.3c 例4.6設備物扭轉向最大反應-狀態空間法 120 表4.6.4c 例4.6設備物扭轉向最大反應-二次修正法 1212843347 bytesapplication/pdfen-US合成系統子系統互制協調非比例阻尼偏心composite systemsubsysteminteractiontuningnon-proportional dampingeccentricitythesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/50488/1/ntu-94-R92521225-1.pdf