以人工地震探討二維不規則土層對建築物受震反應的影響

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歐俊億(ge-ie o) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

以人工地震探討二維不規則土層對建築物受震反應的影響

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摘要(中)

摘要
本研究採用Ohsaki所提出的相位角產生方式和三角級數法，透過改變產生亂數的種數，建立十個能包絡日本兩種不同功能的岩盤設計反應譜的人工地震。所產生的人工地震則用來進行盆地地形和側向非均勻土層的彈塑性受震反應分析，並與相對應的一維土層模式的結果做比較。之後再以一維和二維土層模式所得的地表地震動進行一棟十樓建築物歷時分析，以最大層間變位角為參數，探討結構物受震反應。
研究的結果發現，在盆地地形的分析例中，於強震作用下，使用一維模式將會低估地表地震動反應與最大層間變位；而受到弱震作用時，在邊坡場址使用一維土層分析的結果比較保守，但在盆地中央則會低估地表受震反應。在側向不均勻土層例中，二維土層模式的地表受震反應大於一維土層模式。產生人工地震的種數對於層間變位角有相當大的影響；此外，規範中建議的使用多個人工地震產生的最大層間變位角之平均值來代表結構性能的作法，會受到所選取的樣本的影響，有必要做進一步的檢討，我們的建議是應該要加上標準偏差的規定。

摘要(英)

ABSTRACT
In this study, the concept proposed by Ohsaki to generate artificial earthquake is adopted. By varying seed numbers, ten artificial earthquakes which envelop Japan two-level bedrock design spectrum are generated. These ten artificial earthquakes are then used as input for the response analysis of a two-dimensional basin, a soil stratum with lateral inhomogeneity and associated 1D model. Each of the computed surface ground motion are then served as input to a ten-story steel building and the maximum story drift ratio are computed.
For a basin subjected to strong bed-rock motion, the 1D model underestimates the surface motions and the maximum story drift ratio of the building; however, when the bed-rock motion is weak, the 1D analysis gives higher responses near the edge of basin, while the response of this trend is reversed in the middle of the basin. The results of 2D analysis are larger than those of 1D model on soil stratum with lateral inhomogeneity. The seed number has significant effect on maximum story drift ratio. On the other hand, the results of currently adopted average process given in the code are affected by how samples are chosen and a clear guideline should be developed. We suggested that a specification on Standard Deviation should be imposed.

關鍵字(中)

★ 人工地震
★ 二維不規則土層
★ 結構物受震反應

關鍵字(英)

★ seismic response of structure
★ artificial earthquake
★ site response

論文目次

目錄
目錄 I
表目錄 IV
圖目錄 VI
第一章緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究方法及步驟 2
1-3 論文內容 3
第二章文獻回顧 4
2-1 功能設計法的概念 4
2-2 人工地震 5
2-3 日本設計譜的建立 8
2-4 場址效應 11
第三章分析方法背景簡介 14
3-1 前言 14
3-2 符合設計反應譜之加速度歷時 14
3-3二維非線性土層受震反應有限元素分析 20
3-3-1分析系統之基本控制方程式 20
3-3-2分析系統控制方程式之有限元素解析 23
3-3-3多孔介質的邊界處理 26
3-3-4土壤之非線性模式 27
3-3-5分析流程 29
3-4 結構之非線性歷時分析 29
3-4-1結構構件模型 30
3-4-2阻尼矩陣 31
3-4-3時間歷時積分 31
第四章盆地地形對建築物受震反應之影響 34
4-1 前言 34
4-2 建築物分析模式 34
4-3 分析使用的人工地震 36
4-4 分析模式 37
4-5相當於日本LEVEL 2的人工地震的分析結果與討論 38
4-6相當於日本LEVEL 1的人工地震的分析結果與討論 42
第五章側向不均勻土層對建築物受震反應之影響 47
5-1前言 47
5-2分析模式 47
5-3相當於日本LEVEL 2的人工地震的分析結果與討論 48
5-4相當於日本LEVEL 1的人工地震的分析結果與討論 50
第六章結論與建議 54
6-1 結論 54
6-2 建議 56
參考文獻 59

參考文獻

參考文獻
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指導教授

陳慧慈(Huei-Tsyr Chen)

審核日期

2003-7-10

推文