博碩士論文 93322010 詳細資訊




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姓名 劉承泰(Chang-Tai Liu)  查詢紙本館藏   畢業系所 土木工程學系
論文名稱 安裝增效式阻尼裝置鋼筋混凝土樓房之非彈性地震反應
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摘要(中) 本文目的為探討鋼筋混凝土樓房結構在不同特性的地震力作用下,結構物梁柱桿件之受損行為與梁柱接頭部分之非線性反應,並
研究加裝位移型增效式阻尼裝置,對樓房最大樓樓層相對位移與樓層剪力之改善。
研究內容分三部分,第一部份為鋼筋混凝土樓房結構承受地震
加速度歷時記錄之非線性歷時反應分析。第二部分為加裝位移型增效式阻尼裝置於鋼筋混凝土樓房結構之地震反應分析。由結構物之反應,可以瞭解阻尼器消之能減震控制效果,以及鋼筋混凝土桿件之受損數量與程度。第三部分為探討阻尼器之強度折減係數與其降伏後勁度對減震控制效果之影響。又分別使用kinematic模式與 Taketa模式模擬鋼筋混凝土樑、之柱非線性行為,以瞭解不同模擬之模式對分析結果之影響。
研究成果顯示:
(1) 非線性歷時分析可以有效表現出不同特性之地震力作用下,結構物所產生不同之受損狀態。
(2) 經地震歷時分析結果顯示,加裝位移型增效式阻尼裝置於鋼筋混凝土樓房結構,能藉由阻尼器之消能作用,有效降低結構物各樓層最大相對位移比與各樓層剪力,使得結構物受損情形減輕,故可使大部分桿件保持在彈性範圍,達到減震之目的。
(3) 在近斷層地震力作用下,鋼筋混凝土樓房架設位移型增效式阻尼裝置,可以有效地控制其樓層相對位移比,但對樓層剪力的降低效果有限。
(4) 適當的選取阻尼器強度折減係數與其降伏後勁度,可以獲得較佳的結構減震效果。
(5) 使用kinematic模式與 Taketa模式模擬鋼筋混凝土樑、之柱非線性行為,兩者所得分析結果相當接近,但因勁度衰減特性不同,後者位移反應較前者稍高。
摘要(英) The objective of the present study is to investigate the nonlinear responses and the damage state of the RC building to the ground motions. In addition, the effectiveness of the vibration reductions in terms of the maximum story drifts and the story shear force for a RC building with displacement-depended type damping system is also analyzed numerically.
The contents of the studies are(1)the analysis of the nonlinear responses of a RC building to the earthquake records,(2)the analysis of nonlinear responses and the damages states of a RC building with the displacement-depended type efficiency-enhanced damping system to earthquakes and(3)the influence on nonlinear responses due to the different values of the strength reduction coefficient and the post-yielding stiffness of the damping system used. Furthermore, the effect of two models of different nonlinear characteristics, kinematic model and Taketa model, on structural responses is also analyzed.
It is found that(1)the results of the nonlinear analysis present the unique damage conditions under the different types of earthquakes,(2)the maximum story drifts and shear in columns could effectively be reduced by using D-type damping systems, (3)the maximum story drifts could be reduced effectively but the maximum story shear could not be reduced effectively by using D-type damping system in the cases of the near-field earthquake excitations,(4)better quakeproof results can be achieved if proper values of the strength reduction coefficient and the post-yielding stiffness of the damping system are chosen in analysis and (5) the results of analysis are closed to each other for the kinematic model and the Taketa model. But the displacement responses resulting from the later model are a little bit larger than that of the former one.
關鍵字(中) ★ 位移型加勁阻尼器
★ 增效式阻尼器
★ 鋼筋混凝土樓房
★ 近斷層地震
★ 非線性歷時分析
關鍵字(英) ★ efficiency-enhanced damping system
★ displacement-depended type damper
★ RC building
★ near-field earthquake
★ nonlinear time history analysis
論文目次 摘 要 I
Abstract II
目 錄 III
第一章 緒論 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 鋼筋混凝土樓房結構之非線性行為分析 7
2.1 前言 7
2.2 鋼筋混凝土樓房結構元件非線性行為之模擬 7
2.2.1 斷面分析 8
2.2.2 彈性軸向勁度 8
2.2.3 彈性旋轉勁度 9
2.2.4 降伏彎矩及轉角與極限彎矩及轉角 9
2.2.4.1 斷面彎矩與曲率之關係 9
2.2.4.2 斷面之降伏轉角(Θy)與極限轉角(Θu) 12
2.2.5 剛性接頭 13
2.2.6 塑性區長度 13
2.2.7 非線性元素之模擬 13
2.2.7.1 線性彈簧力與變形之關係 14
2.2.7.2 多線性Kinematic塑性構材 15
2.2.7.3 多線性Takeda塑性構材【35】 16
2.3非線性歷時分析 17
2.3.1 SAP2000非線性分析簡介 17
2.3.2 直接積分歷時分析法 18
2.3.3 描述各鋼筋混凝土構件非線性特性相關參數之設定如下表 20
第三章 增效式阻尼裝置之原理及應用 21
3.1 增效式阻尼裝置之構造及其力學特性[20] 21
3.1.1 增效式阻尼裝置之構造 21
3.1.2 增效式阻尼裝置之力學特性 21
3.2 消能器之介紹 24
3.2.1 前言 24
3.2.2 挫屈束制消能支撐之構造【9】 24
3.2.3 挫屈束制消能支撐之力學特性 25
3.2.4 加勁阻尼器(ADAS)之構造【10】 25
3.2.5加勁阻尼器之力學特性 26
第四章 地震特性 28
4.1 地表運動特性簡述 28
4.2 傅立葉震幅普之基本理論【34】 28
4.3 地震特性在工程上的意義 29
4.3.1 地質與地震相互關係 29
4.3.2 地震工程上的意義 30
第五章 算例分析 32
5.1 鋼筋混凝土樓房結構分析模型 32
5.2 非線性參數計算 32
5.3 阻尼器參數之計算 39
5.4 地震歷時反應 41
5.4.1樓房模型之分析 41
5.4.2 EL CENTRO 地震反應 41
5.4.3 TCU074 地震反應 43
5.4.4 TCU079 地震反應 44
5.5 結構地震反應計算結果討論 45
5.5.1 結構物桿件破壞情形 45
5.5.2 結構物桿件破壞情形討論 47
5.5.3 綜合比較 48
5.5.5 綜合討論 53
5.6 阻尼器強度折減係數Rw值與降伏後勁度之選取 54
5.6.1 綜合討論 62
5.7 Takeda model 分析結果 63
5.7.1 Takeda model結構物受損情形比較 65
5.8 樓層最大剪力值檢核 66
第六章 結論與建議 67
6.1 結論 67
6.2 建議 69
參考文獻 70
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指導教授 唐治平(Jhy-Pyng Tang) 審核日期 2006-7-24
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