以反應譜比值法推求地震時結構物振動行為之研究

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文慶霖(Ching-Ling Wen) 查詢紙本館藏

畢業系所

地球物理研究所

論文名稱

以反應譜比值法推求地震時結構物振動行為之研究
(Study of the structure oscillation when earthquakes occur by using response spectral ratio)

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摘要(中)

論文內容提要：
現代化的城市中，人類的活動範圍皆離不開建築結構物；許多重要的設備與機構，也都設置於建築結構物的內部。因此在大地震發生的時候，人員的傷亡往往發生在於建築物的崩塌與傾倒。而一旦設有重要維生系統的建築結構物毀損，所造成的災情亦將隨之擴散，影響所及更是遠遠無法估計。
近年來由於人口增加，工程技術進步，高樓、橋樑林立，結構物耐震能力之評估及設計工作日形重要。中央氣象局自1991年起執行『加強地震測報建立地震測報觀測網-強地動觀測計畫』（Taiwan Strong Motion Instrumentation Program, TSMIP），在許多結構物中，陸續架設強震監測系統，期望從分析這些實測記錄中，能據以訂定安全、經濟且適合台灣地區本土條件之建築結構及橋樑之耐震設計規範。
本研究以中央氣象局結構物強震監測系統所收到的資料，選擇兩棟結構物TCU0與TCU3做為分析對象，進行加速度反應譜的分析。試圖瞭解在不同震度的地震作用下結構物可能發生的各種振動行為。第二章敘述兩棟結構物的基本資料以及儀器裝設位置與資料來源。第三章說明反應譜比值（response spectral ratio）方法，以及資料處理的步驟。第四章呈現分析研究結果並加以討論。第五章則歸納本研究之主要結論。
由本研究結果可以獲得下列幾點結論：
一、結構物平面幾何形狀較長的方向常因為同方向排列之結構牆與結構樑
數量較少，導致於成為樓層放大係數較大的方向。
二、結構物振動主頻以外的第二個共振頻率或更高振態頻率的出現，常常與地震訊號所帶來的訊號頻譜分布情形有關。地震波輸入結構物的高頻訊號越多出現第二頻率為高頻的情形就強烈。反之集中於低頻的訊號輸入，會帶來低頻的振態。但是主頻（fundamental mode）並不會因為地震訊號頻率分布的不同而改變，除非是結構物內部結構元件或荷重的改變。
三、當如921集集地震一樣的大地震來襲時，結構物的樓層放大現象反而不明顯，相對的結構物整體的移動比起結構物單自由度的振動來得大許多。也就是普遍的在各個樓層出現高加速度值。
四、以反應譜比值法訂出扭轉主要頻率的穩定性很好，不會因為不同的地震訊號有很大的改變。同時結構物的扭轉情形與結構物平面幾何形狀有關係越是單調的幾何形狀振動頻率越單調，但是有可能受內部重量分布的不均影響而振動越複雜。

摘要(英)

There is no English abstract.

關鍵字(中)

★ 反應譜
★ 結構物
★ 地震

關鍵字(英)

★ response
★ structure
★ earthquake

論文目次

第一章、緒論
1.1研究動機與目的
1.2研究內容
第二章、結構物介紹及記錄資料來源
2.1中央氣象局結構物強震監測系統
2.2結構物強震監測系統TCU0站
2.2.1建築結構物簡介
2.2.2結構物儀器安置位置
2.3結構物強震監測系統TCU3站
2.3.1建築結構物簡介
2.3.2結構物儀器安置位置
第三章、研究方法與處理步驟
3.1地震反應譜
3.2反應譜比值
第四章、研究結果及分析討論
4.1 TCU0水平方向反應譜比值分析結果
4.2 TCU3水平方向反應譜比值分析結果
4.3 TCU0與TCU3垂直方向反應譜比值分析結果
4.4 TCU0與TCU3扭轉的反應譜比值分析結果
4.5九二一大地震前後兩棟大樓各振動頻率與樓層放大倍率變化分析
4.6反應譜比值與地表PGA之關係
4.7反應譜比值與相對樓高之關係
4.8地表PGA與結構物主頻
第五章、結論
參考文獻
附錄

參考文獻

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指導教授

蔡義本(Yi-Ben Tsai)

審核日期

2002-7-18

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