構件考慮剛域之向量式有限元素分析研究

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姓名

邱義欽(Yi-chin Chiu) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

構件考慮剛域之向量式有限元素分析研究

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摘要(中)

本研究分析的方式採用向量式有限元素(VFIFE);在時間增量非常小且所有變位增量均很小的情況下，使用勁度矩陣改變原先VFIFE以剛體平移、逆向剛體轉動計算構件內力的方式，且當與剛域相連接的柔性構件產生塑鉸時，本研究以改變勁度矩陣的方式計算構件內力。
對於VFIFE中以一有限長度剛性桿件模擬剛域導致數值不收斂的情況，本研究提出一套平面構架之構件考慮剛域的分析流程，以三個平面構架算例，探討平面構架之構件考慮剛域與否對於整體結構物的影響。同時，在不考慮偏心的情況下，提出平面構架結合軸向彈簧近似模擬空間雙對稱構架受單向震波的結構動力模式，以兩個空間構架算例，探討空間構架之構件考慮剛域與否對於整體結構物的影響。
此外，本研究在VFIFE中平面構架之構件考慮剛隔版的分析流程，以三個平面構架算例，探討平面構架之構件考慮剛隔版與否對於整體結構物的影響。並重新探討剛隔版質心自由度的考量，以三個平面構架算例，分別考慮一個自由度、兩個自由度、三個自由度對於整體構架的影響。

摘要(英)

In this study, a numerical analysis method named Vector Form Intrinsic Finite Element(VFIFE) is used. Considering very small time increments and very small displacement increments, the stiffness matrix is introduced to calculate member forces in VFIFE. By changing stiffness matrix, calculating member forces with plastic hinges formed in the end of membersis demonstrated.
Since adopting a limited length element to simulate rigid zone in VFIFE will lead to numerical divergence, this study proposes an analysis procedure with plane frame element to consider the rigid zone. Three plane frame cases is chosen to discuss the difference between considering rigid zone or not. Simultaneously, this study propose plane frame combining with axial spring element to discuss the influence of element considering rigid zone and comparing with the case without rigid zone by two space frame cases respectively.
In addition, this study also proposes an analysis procedure with plane frame element to consider the rigid diaphragm in VFIFE, and discussing the influence of element considering rigid diaphragm that comparing with the case without rigid diaphragm. On the other hand, Review the influence of plane frame about the rigid diaphragm center’s degree of freedom by one degree of freedom, two degree of freedom, or three degree of freedom in three plane frame cases respectively.

關鍵字(中)

★ 向量式有限元素
★ 彈簧元素
★ 剛域
★ 剛隔版
★ 剛性桿件

關鍵字(英)

★ VFIFE
★ Spring element
★ Rigid zone
★ Rigid Diaphragm
★ Rigid rod

論文目次

摘要 I
Abstract II
目錄 III
表目錄 VI
圖目錄 VIII
第一章緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 3
1.3 論文架構 6
第二章向量式有限元素法中構件考慮剛域之分析 8
2.1 向量式有限元素法 8
2.1.1 結構離散模式 9
2.1.2 平面質點運動方程 10
2.1.3 運動軌跡離散化 11
2.1.4 構件變形的計算 13
2.2 VFIFE中平面構架之構件考慮剛域的模擬方法 17
2.2.1 前言 17
2.2.2 構件考慮剛域的變位相合關係 [Cheng,2001] 19
2.2.3 含剛域之構件的內力計算與回復力轉換 23
2.2.4 構件雙線性行為之分析 27
2.3 數值分析驗證 34
2.3.1 分析模型 35
2.3.2 分析方式 36
2.3.3 分析結果 37
第三章 V5RZ於平面構架之分析 41
3.1 前言 41
3.2 分析模型 42
3.3 分析方式 48
3.4 分析結果 51
第四章 V5RZ於空間雙對稱構架之分析 79
4.1 前言 79
4.2 分析模式之建立 79
4.3 分析模型 81
4.4 分析結果 84
第五章 VFIFE中平面構架之構件考慮剛隔版的模擬方法 123
5.1 前言 123
5.2 構件考慮剛隔版的質量與質量慣性矩 124
5.3 構件考慮剛隔版與柔性構件內力的耦合[蕭程瑞,2008] 126
5.4 數值分析驗証(一) 128
5.4.1 分析模型與方式 128
5.4.2 分析結果(一) 129
5.5 數值分析驗証(二) 142
5.5.1 分析模式的建立 142
5.5.2 分析結果(二) 143
第六章結論與建議 148
6.1 結論與建議 148
6.2 未來展望 151
參考文獻 152
附錄A 154
附錄B 176

參考文獻

[1]Cheng, F. Y. (2001), “Matrix Analysis of Structural Dynamics: Applications and Earthquake Engineering,”Marcel Dekker, Inc. New York Basel.
[2]Ting, E. C., Shih, C. and Wang, Y. K. (2004), “Fundamentals of a Vector Form Intrinsic Finite Element: Part I. Basic Procedure and a Plane Frame Element,”Journal of Mechanics, Vol.20, No.2, pp.113-122.
[3]Ting, E. C., Shih, C. and Wang, Y. K. (2004), “Fundamentals of a Vector Form Intrinsic Finite Element: Part II. Plane Solid Elements,”Journal of Mechanics, Vol.20, No.2, pp. 123-132.
[4]Wang, C. Y. Wang, R. Z. Kang, L. C. and Ting, E. C. (2004) ,“Elastic-Plastic Large Deformation Analysis of 2D Frame Structure,”Proceedings of the 21st International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (IUTAM), SM1S-10270, Warsaw, Poland, August 15-21.
[5]Wu, T. Y., Wang, R. Z. and Wang, C. Y. (2006), “Large Deflection Analysis of Flexible Planar Frames,”Journal of the Chinese Institute of Engineers, Vol. 29, No. 4, 593-606.
[6]ASCE 41-06, “Seismic Rehabilitation of Existing Buildings.” American Society of Civil Engineers, 2006
[7]Computer and Structures (CSI), Inc. (2011): “SAP2000, Advanced 14.0.0 Software. Structural Analysis Program, Berkeley, California.
[8]鍾年修(1999)，「加勁阻尼構架設計地震力及設計程序的研究」，國立中央大學土木工程學研究所碩士論文。
[9]王仁佐(2005)，「向量式結構運動分析」，國立中央大學土木工程學研究所博士論文。
[10]李姿瑩、陳柏宏、王仁佐(2008)，「含非線性阻尼裝置隔震橋梁之向量式有限元分析」，中華民國第九屆結構工程研討會，高雄，台灣。
[11]陳柏宏(2008)，「運用向量式有限元素法於隔震橋梁之非線性動力分析」，國立中央大學土木工程學研究所碩士論文。
[12]蕭程瑞(2008)，「向量式有限元於三維構架被動控制之應用」，中原大學土木工程研究所碩士論文。
[13]汪栢靈(2010)，「橋梁極限破壞分析與耐震性能研究」，國立中央大學土木工程研究所碩士論文。
[14]蘇俊全(2011)，「強震中橋梁極限破壞三維分析」，國立中央大學土木工程研究所碩士論文。

指導教授

莊德興

審核日期

2015-7-28

推文