NCREE-2022-008 |
近斷層工址地震動反應譜評估與輸入地震歷時製作技術研發-以山腳斷層為例
本研究旨在發展能準確評估如斷層發生活動而引發地震,其可能引致鄰近工址的地震反應譜及與其對應之地震動歷時的擬定方式,包含特定工址場址效應與近斷層效應的考量方式,供鄰近活動斷層工址進行結構耐震設計與耐震能力評估作業之用,並以一個鄰近山腳斷層之工址做為示範案例,評估如山腳斷層如發生活動而引發地震,其所引致該工址的目標反應譜與其對應之地震動歷時。本報告的第一章說明本研究建議擬訂地震動反應譜與地震動歷時的方法,第二章至第五章則以鄰近山腳斷層之案例示範以本研究建議之分析方法所得的分析結果,最終第六章為結論與建議。
|
|
NCREE-2018-025 |
應用隨機子空間識別法於結構健康診斷:結合穩態圖穩定標準與頻域分解法
本研究依據前人的研究成果,基於隨機子空間識別法(SSI)發展出一套唯輸出系統識別方法(Output-Only System Identification)應用於結構健康診斷(SHM)當中。以協方差型隨機子空間識別法(SSI-COV)做為識別方法的基礎,引入多個穩定標準(criteria)去除穩態圖(stabilization diagram)中不穩定的系統極點,並運用奇異值決定系統階數的選取範圍。如此一來,便可以增加識別結果的穩定性並減少由操作者主觀意識的不同而產生的誤差。此外,結合精緻頻域分解法(rFDD)區分結構模態與諧波(harmonic)。協方差型隨機子空間識別法由前述過程去除虛假模態與諧波模態後,即可獲得準確且穩定的模態參數。最後,再利用識別出來的模態參數建立柔度矩陣來偵測損壞位置。另外,再結合奇異譜分析法(SSA)與隨機遞減法(RDM)提出一種阻尼比的識別方式。本研究使用振動台試驗的試體(八層樓鋼構架)以及兩個實際結構(中保雲端數據中心大樓、關渡大橋)來進行驗證,由分析結果顯示,本文提出之方法能夠有效的識別出結構的模態參數並成功偵測損傷位置。
|
|
NCREE-2017-014 |
結合線上子空間識別法與結構勁度即時量化評估之應用
本研究的主要目的為利用遞迴式子空間識別法進行結構於地震外力作用當下的線上系統識別。全文總共可分成三大部分:第一,利用多重輸入與輸出之遞迴式子空間識別法分析訊號,識別結構物的模態參數變化。第二,將模態參數運用於本文提出的二階段結構損傷識別理論;第一階段建立代表結構物的簡化模型,第二階段計算出模型內各元素於地震歷時中的勁度折減量。第三,將遞迴式子空間識別法與二階段結構損傷識別理論分別應用於振動台實驗的量測資料與實際結構物的地震監測訊號進行驗證。
在遞迴式子空間識別法部分,本研究針對識別所需的使用者自訂參數提出設定建議,並經實際分析驗證此自訂參數。本文亦比較四種不同遞迴式子空間識別法的識別表現與計算時間;其中可分為(1)固定長度移動資料視窗法,與(2)不斷新增資料點並引進遺忘因子的擴大資料視窗法,由識別結果發現,擴大資料視窗法在追蹤模態參數變化方面有較好的成效。另外,以斜投影為基礎的二種方法有較穩定的識別結果。但在數值分析的計算時間方面,以正交投影為基礎的二種方法有較少的運算時間;其中又以本文首次提出的一種遞迴式子空間識別法(RSI-EIVPAST-Orthogonal)能夠在過程中節省最多的計算量,並在即時系統識別過程中花費最少的分析時間。
在二階段結構損傷識別理論部分,結構物在有限的感測器分佈限制之下,能由健康狀態下識別的模態參數於第一階段建立簡化的有限元素模型,再於第二階段中由地震歷時中即時識別的模態參數以有效模型修正法不斷更新結構模型,或以元素損壞指標法不斷計算歷時中各時間點的元素損壞指標,兩種策略經實際分析驗證均可有效量化各元素的勁度折減量。
本研究透過建議之使用者自訂參數執行遞迴式子空間識別法,將線上識別之模態參數運用於二階段結構損傷識別理論,可於地震外力作用的過程中即時識別結構勁度損傷的位置與時間,並量化損傷情況。
|
|
NCREE-2015-014 |
基於廣域應變之局部柔度法於風機結構損傷診斷之研究
由於風力發電機組容易被狂風、雷擊所損傷,而建造一座風力發電機組所需經費不斐。因此,風機結構的損傷偵測是監測風機狀況的重要課題之一。許多基於結構振動的損傷診斷技術已陸續在近二十年間被提出,局部柔度法即為其中一項大有可為的技術,該方法僅需要使用少量之結構振動模態便可判斷結構物損傷位置和程度,且不需要有限元素的結構模型。在本研究中,我們提出一個針對基於由廣域光纖光柵感測器所測量的廣域應變信號,進而使局部柔度法應用於轉動的風機葉片和塔柱的損傷偵測。本研究設計了一個大型的風力發電機組,此風機結構設計時參考一個典型實際規模1.5MW風機之自然頻率。並將此結構架設於國家地震工程研究中心之振動台上進行試驗。轉動葉片的光纖訊號經由一個空心軸承內的轉子機制讓訊號可以即時傳輸,轉動的接頭被發送到一個由固定之數據擷取系統收錄。本研究利用加勁鋁板黏著於風機葉片的方式模擬了可逆的損害,目的是為了試體之重複使用性。由國家地震工程研究中心之振動台試驗結果顯示,本研究所提出之方法可正確診斷葉片之損傷位置。
|
|
NCREE-2015-006 |
結構健康監測與破壞檢測之標竿鋼構架振動台試驗
結構健康監測為土木工程與結構工程中日趨重要之研究方向,結構健康監測可以在事件結束後速就結構系統的完整性與破壞提供可靠的資訊與快速的評估。本計畫的目的在為致力於研究與發展新式結構系統識別與損傷監測之研究者提供一個優良的標竿資料,因此,設計與建造兩座四分之一縮尺的鋼結構並執行振動台測試,振動台測試利用三軸向地震模擬振動台實現註明的921集集地震(TCU071)並輸入縮尺結構物,完整的結構反應利用多種感應器和資料擷取系統量測與收齊,最終與其他詳細的資料完整地儲存在隨報告所附之資料光碟。初步的分析結果顯示兩座試體均在數個地震後產生塑性行為並在最後幾個地震產生永久變形,研究者可以利用本次標竿資料簡單的針對類似結構物發展結構健康監測之技術,有意驗證各式先進技術亦可利用此標竿資料實現。
|
|
NCREE-2014-018 |
廣域應變應用於薄板結構損傷診斷之研究
基於結構動態特性進行結構健康診斷的研究在近年來相當的受重視,此類研究過去大多採用側向振動訊號之量測,而本研究更進一步改由軸向量測廣域應變之振動訊號,利用此訊號進行系統識別得到廣域應變的模態形狀並將其轉換為旋轉自由度的模態形狀。本研究將廣域應變及側向加速度兩種量測方法應用於薄板結構上,並使用模態曲率診斷方法、模態曲率平方診斷方法、基於模態應變能的損傷指數方法、應用光纖量測廣域應變模態之擬局部柔度法、應用加速度計量測側向位移模態之擬局部柔度法等的健康診斷的方法,進行數值模擬與實際試驗之驗證。其結果顯示,基於模態曲率的診斷方法中,僅基於模態應變能的損傷指數方法對於薄板結構損傷定位能有準確的結果,但該方法僅能對於損傷位置進行診斷,故本研究嘗試發表「應用加速度計量測側向位移模態」與「應用光纖量測廣域應變模態」之擬局部柔度法,期盼能進一步診斷損傷程度,但其數值模擬與實驗顯示,只有後者能夠應用於薄板結構的損傷診斷,且仍有許多誤差可能影響診斷結果。
|
|
NCREE-2013-015 |
改進局部柔度法於梁結構損傷診斷之研究
局部柔度法(Local flexibility method)是藉由量測模態參數便可判斷梁結構之局部剛度變化。其方法之基本條件之一,係使用一虛力使其所導致之應力在局部結構區域不為零,其他區域為零;本研究改進之擬局部柔度法(Pseudo local flexibility method),係打破此一基本條件,以換取較佳之診斷結果。本研究將此方法應用於一連續梁及兩端固定梁,並進行數值模擬及實際試驗之驗證。其結果與應用局部柔度法之結果相比,顯示此方法可利用較少量之模態,更準確地診斷超靜定梁結構之損傷位置及程度。本研究中提出另一種改進的局部柔度法,亦打破傳統側向振動訊號量測之限制,改為量測梁結構廣域應變之振動訊號,並利用此訊號進行系統識別得到廣域應變模態形狀,再將其轉換成為「旋轉位移」模態形狀,即可應用局部柔度法之原理進行損傷診斷。本研究將光纖量測應用於一簡支梁,並進行數值模擬及實際試驗之驗證;其數值模擬結果顯示,使用相同模態數量時,與使用「側向位移」模態形狀之結果相比,確實有較佳的診斷結果;試驗結果顯示,使用「旋轉位移」模態形狀,與使用「側向位移」模態形狀之結果相比是相差不多,可能是因為實驗過程中的訊雜比偏大,亦即雜訊比偏小,且側向振動訊號量測之訊雜比相較於廣域應變振動訊號之訊雜比大許多,導致難以顯示出此方法之特點。此外,運用上述二種改進方法,由於集中應力的範圍較小,可提高損傷的敏感度,應可易於診斷損傷位置靠近支承處之情況。
|
|
NCREE-2009-031 |
鋼筋混凝土構架健康監測與破壞探測之基準模型試驗
結構物系統識別與破壞識別為土木工程領域中日趨重要之研究方向。本計畫的目的即是提供致力於研究結構物系統識別與破壞識別方法之研究者一個良好的實驗範例。本試驗之試體為六座相同之一層樓兩跨之鋼筋混凝土構架。地震力選用921集集大地震(TCU082NS),將不同強度之地震力經由振動台作用於不同試體中,各試體將得到不同程度之破壞。在每個試體的振動台試驗結束之後,再對試體進行循環載重試驗,以期獲得更多結構物破壞的資訊。另外,微震試驗也包含於本計畫中。對於結構物系統識別與破壞識別方法之相關研究者而言,本試驗提供了一個良好的範例。
|
|
NCREE-2009-025 |
在地震力作用下非韌性鋼筋混凝土構架倒塌行為研究
921集集大地震中為數不少的鋼筋混凝土建築嚴重受損甚至倒塌,並造成重大之損失。倒塌之鋼筋混凝土建築物大多都因為柱之垂直承載力喪失所致。從受損的柱發現多數為非韌性配筋,意即柱箍筋間距過大或不具備耐震135度彎鉤,而使得這些柱可能無法具備良好之消能與變形能力。因此,本研究為了要了解非韌性配筋之鋼筋混凝土柱其動態倒塌行為,遂執行四座單層三跨之非韌性配筋鋼筋混凝土構架振動台實驗,並採用921地震記錄作為輸入之地表加速度歷時。每座構架試體均由兩根韌性柱與兩根非韌性柱所組成,而變化之參數包括非韌性柱主筋在柱底端搭接之有無,與在非韌性柱旁採用翼牆補強等。
實驗結果顯示撓曲強度主控之非韌性配筋柱,其在撓曲強度達到後,大約在3.5%至4.0%之層間側位移才會開始側力強度之衰減,而剪力破壞發生之位移約在4.5%至5.5%左右。此顯示即便是低軸力、非韌性配筋且撓曲主控之鋼筋混凝土柱,其仍有不差之位移能力。另一方面在剪力破壞後,柱體之垂直承載能力開始下降,而喪失之垂直承載力可藉由構架來進行軸向載重之重分配。
非韌性配筋柱底端其3號主筋若採用30db之長度進行搭接,柱體之標稱彎矩強度可以發展出來。由於搭接所造成之握裹劈裂破壞,會使得柱體在單一方向產生大量之位移但強度可維持之特殊現象,不過在另一方向其位移能力則明顯小於未搭接之柱體,因此因搭接破壞造成之大量位移僅能夠在單一方向出現。30db之搭接長度應只適用於六號或六號以下之鋼筋,且必須採用甲級搭接型式,方可確保滿足現行規範之要求。
在非韌性搭接柱旁增設翼牆,除了增加柱體之初始勁度、最大側力強度外,在延長柱體之位移能力、延緩側力強度之衰減與增加整個構架系統之穩定度上,都有顯著之效果與貢獻。在翼牆與柱體之交界面處,需注意其界面剪力強度是否足夠,如此柱牆一體聯合作用之機制才能有效發展出來,也就不會因界面破壞造成柱牆脫開,使得補強效果大打折扣。
在分析方面,本研究建議了一套鋼筋混凝土梁、柱桿件之力傳遞機制,與側力位移曲線之評估方法。前者係考量構件之尺寸,箍筋的配置與混凝土的強度來決定桿件中D區域與B區域之大小,此與現行ACI 318-05規範只看構件尺寸來劃分D、B區域之觀點不甚相同。經與既有梁之測試資料庫比對後顯示,現行規範之方法簡單且有效,而本研究建議方法雖較為複雜,但其確實考量剪力之傳遞機制與相關破壞模式,故有再研究發展之空間。本文建議之側力位移曲線之評估方法,係先計算桿件之強度以便區分破壞模式,共分為撓剪破壞與撓曲破壞兩種,而各自都有其所對應之側力位移曲線。建議之側力位移曲線與四個試體之實驗曲線比對,顯示兩座原型試體有較好的預測結果,但在搭接試體與翼牆補強試體則無法反映出因搭接破壞引致位移放大之側力位移關係。
本文之最後一部分,係將目前既有之側力位移曲線預測方法與實驗曲線進行比對,以確認各方法在動態倒塌構架上之適用性。結果顯示Zhu et al.有最貼近實驗側力位移曲線之預測,而現行規範ASCE 41之修正版本仍屬保守,卻已大大改善FEMA 356 在位移預測上過於保守之缺失,並且也修正FEMA 356初期勁度過大之問題。
|
|
NCREE-2009-003 |
比較SRIM、SSI RLS於結構系統識別中最佳化模式參數之決定
系統識別乃是從結構量測而得之輸出入資料中,利用數學模型鑑定結構系統特性及推算結構力學模型。本文之目的在於將各種系統識別方法中所需求得之未知參數作有系統性的規劃,使不同的使用者都能有一套詳細的流程及定義可以參考。在此我們介紹三種識別方法,分別是信息矩陣之系統實現理論 (System Realization using Information Matrix ,SRIM) 、隨機次空間運算法(Stochastic Subspace Identification method ,SSI)以及使用ARX模型之遞迴最小平方法(Recursive Least Squares ,RLS),分別根據各方法中的參數作一完整的選取準則,同時以模態物理參數(自然頻率、阻尼比及模態振型)作為各方法間比較的依據。
為了驗證本文提出識別步驟之可行性及有效性,首先我們選擇一模擬之三層樓結構來作為測試及說明。同時也將此技術應用至各種振動台之實驗以及真實結構物-中央百世大樓均能有良好之識別結果
|
|
NCREE-2009-004 |
設備物之半主動隔震系統控制與可靠度分析
由於台灣位處地震帶,除卻零星的小地震之外,較大的災害如331、921 等大地震。這類自然的災難對於重要的非結構性設備,包含醫院中的救命維生設備、斷路器、電算機、高技術檢測儀表等敏感的儀器而言,皆是甚大的影響。而這些設備物的損壞也將在經濟上造成嚴重以及不可彌補的損失。基於上述的理由,而發展出新一代的控制理論和策略,並為這些非結構性設備提供所需要的隔震能力。本文的目標在研究隔震系統對於半主動控制和被動控制在地震作用下的成效。在實際試驗之前先透過數值模擬來評估所使用的控制法則之適用性,使用的數值範例有:(1) 3-story steel frame with equipment on 1st floor (2) Seismic Response control of Bridge-Girder System。接著在國家地震中心建構一棟三層樓鋼結構的試驗體,其設備層設置於一樓樓板之上,並且在樓板和設備層放置磁流變阻尼器和滑移滾動鐘擺隔震系統,然後在振動台上實際試驗。試驗中使用的半主動控制理論有Decentralized Sliding Mode Control (DSMC)和LQR control。而被動控制(Passive on 和Passive off)將在後續的實驗分析中當作一個參考的依據。
最後,利用可靠性分析來發展機率式地震需求曲線(Probabilistic Seismic
Demand Curves),在此分析分為兩個部分來進行,首先是機率地震危害度分析,其次再針對所使用的控制系統進行模擬評估,若以研究中所做的控制試驗為例,則可決定設備層最大加速度反應的超越機率。
|
|
NCREE-2008-013 |
影像式量測技術之初步研究
本報告介紹本中心採用的影像式量測技術與初步開發的二維影像軟體工具 ImPro,以及本研究規劃的三維影像量測之物件導向軟體架構。本中心於2005 年初步嚐試採用二維影像量測技術,以數位攝影機,應用於振動台崩塌實驗,用以擷取傳統位移計不易量測得的雙向大位移,並成功地分析出試體的動態位移量。本研究進而將此二維影像式位分析技術開發為軟體工具ImPro,並由手動影像定位進而提升為軟體自動影像定位,大幅減少人工判斷所需的時間。本研究並根據目前最先進的影像量測技術,建構一個適合地震工程與實驗量測使用的影像量測系統軟體架構,以供國內外相關研究人員使用或開發新的演算法或量測方法,與整合國內外相關研究成果。
|
|
NCREE-2007-045 |
結合識別技術與嵌入式統計模式之損害診斷
結構系統的模態參數如自然頻率、阻尼等會隨著系統產生破壞而有所改變,然而藉由識別模態參數只能進一步偵測系統的損壞,無法量化損害程度。本文提出一套損害診斷的方法,針對結構系統,不僅以損害指標量化損害情形,更深入探討系統剛度及強度的折減情形,對系統的損害做更深入的解釋。因此,配合識別技巧與嵌入式統計模式,可提供系統受地震力作用之下,剛度與強度折減程度,配合損害指標,更完整描述系統的損害情形。
|
|
NCREE-2007-046 |
運用適應性卡氏過濾理論即時系統損壞識別
結構健康度檢測(Structural Health Monitoring)在土木工程領域裡頭一直非常受到重視,為了實現這個理念,系統識別(System Identification)與傷害檢測(Damage Detection)變成近十或十五年裡最重要的技術。在一個強大的動力事件中,結構系統也許遭受了某種程度的損害,而此結構系統的損壞將會反應在參數數值的變動上,且被包含在振動反應的量測中。因此系統識別的技術,尤其是即時識別的技術(On-line Identification Technique)近年來大量的被採用。
在即時識別的技術上,時間域的分析(Time Domain Analysis)以迭代運算(iterative computation)的形式被應用,例如卡氏過濾理論(Kalman Filter Technique)。然而此種迭代運算非常地倚賴過去的資料且無法識別系統參數瞬間的改變,為了克服這個缺點,適應性卡氏過濾理論(Adaptive Kalman Filter)使用了適應性尋跡的技術(Adaptive Tracking Technique)而被提出。
在這篇論文中將提出一個適應性尋跡的技術,此技術運用卡氏過濾理論為基礎,並著眼於誤差共變數矩陣(error covariance matrix)的發展。首先,每一個時間點的殘餘誤差(residual error)將被算出,而適應性矩陣(adaptation matrix)根據殘餘誤差產生,最後透過推薦的誤差指數(error index)使得系統參數可以即時的被識別。此方法能夠在嚴重的動力事件中識別系統參數瞬間的改變,此外也可以應用於識別非線性系統之恢復力(restoring force)的背脊線(backbone curve)。為了驗證這方法,結構系統的反應將以數值模擬與實驗量測兩種方法產生,而用以識別結構系統參數。最後,識別結果會有所比較與討論。
|
|
NCREE-2007-047 |
利用地震反應資料進行結構全域及局部性損害評估
這篇論文主要在探討兩種不同的損害檢測方法評估全域性和局部性結構損害。本文中的傷害評估方法大致可分三個步驟:第一是利用量測資料識別狀態空間的結構系統矩陣,並利用結構系統矩陣轉換出動態的物理參數,第二是利用 DLV方法進行全域性損害檢測,第三是使用模態振形曲率的變化量並定義傷害指數評估局部性結構性損害。
狀態空間識別( SRIM )是利用量測資料識別結構系統矩陣,並且利用識別的結構系統矩陣識別二階系統的動態結構矩陣。就傷害檢測而言,結構物( 線性系統 )常被分為破壞前與破壞後兩階段。本論文首先利用四個數值模型為例進行全域性與局部性結構損害檢測,這四個例子分別為:( 1 )三個自由度的剪力構架,( 2 )二維桁架結構,( 3 )兩跨度梁的有限元素模型及( 4 )三層樓房屋構架的有限元素模型。
此外,上述方法也應用於實驗資料。本篇論文選用在國家地震中心的實尺寸三層樓結構進行實驗資料分析,此結構可分為兩種不同的型態:一個是在基準結構一樓加設支撐模擬健康狀態並且移除支撐模擬破壞狀態;另一種是基準結構一樓的柱子進行翼板切削以模擬破壞狀態。由於感測器安裝與數量上的限制,損壞樓層的位移和應變測量資料也被用來識別系統模態振形以進行局部性結構損傷檢測。
|
|
NCREE-2007-048 |
分散式與集中式控制理論於偏心結構之半主動控制研究
本文旨在研究房屋結構加裝半主動控制元件之減振成效,針對三層樓質量偏心結構物配合兩組磁流變減振器(MR damper)進行扭轉控制(Torsion Control)震動台實驗。
利用集中式與分散式控制理念操控磁流變減振器之輸出控制力,配合有線量測系統進行半主動控制實驗。集中式控制是以全部量測反應回饋計算控制力;分散式控制是以局部量測反應回饋推估控制力進而達到結構控制效益。配合 -LQG、 -LQG的控制理論,針對下列四種不同控制方式進行研究:(a) centralized control、(b) decentralized control、(c) centralized control、(d) decentralized control,運用有限的加速度量測做為系統之回饋訊號,比較其控制效果。
由於科技的進步,感應器的研發,使得控制方式不再僅是以電纜線作為傳輸的有線控制系統;而是可用電波傳輸資料的無線控制系統。因此也應用 集中式控制理論、配合無線感應器(wireless sensors)量測技術、結合MR-阻尼器進行扭轉控制實驗,進而討論有線與無線控制之差異,驗證無線控制系統之可行性。
|
|
NCREE-2007-025 |
具形狀記憶合金混凝土結構之耐震行為研究
本報告主要介紹一種增加混凝土結構於自然災害如地震下之性能表現的先進方法。此一先進方法為使用鎳鈦形狀記憶合金(Shape Memory Alloy,SMA)與混凝土結構結合而成,鎳鈦形狀記憶合金此智能材料具有兩種有用之特性,其一為當材料加熱時允許回覆到既定形狀之形狀記憶效應,另一特性為材料能承受到應變約8% 仍保持無塑性形變之超彈性(superelastic)效應。本報告共分為三章,第一章介紹以形狀記憶合金絞線(wire)為純混凝土梁之縱向加勁材,利用合金之記憶效應使混凝土梁於開裂後具有自我修復之能力,並探討合金受力與電阻變化之關係,使混凝土結構亦有自我感測之能力;本報告第二章部份為介紹以形狀記憶合金桿件(bar)為RC低矮型剪力牆之斜撐,討論其對RC結構於耐震性能上影響,使用之形狀記憶合金為超彈性與麻田散鐵型兩種,試驗所得之力與變位遲滯迴圈圖及破壞模式將與文中討論。第三章部份則為以震動台試驗探討以形狀記憶合金桿件為RC構架斜撐時,其對構架於耐震能力影響之探討,用於研究之構架為一單跨單層構架。
|
|
NCREE-2007-015 |
建築構架重力倒塌實驗及數值模擬
在921集集大地震的勘災報告中,有為數不少的鋼筋混凝土建築嚴重受損甚至倒塌,並造成重大之損失。倒塌之鋼筋混凝土建築物大都因為柱之垂直承載力喪失所致。從受損的柱發現多數為非韌性配筋,意即柱箍筋間距過大或不具備耐震135度彎鉤,而使得這些柱無法提供良好之消能與變形能力。因此,本研究為了要了解非韌性配筋之鋼筋混凝土柱其動態倒塌行為,遂執行四座單層三跨之非韌性配筋鋼筋混凝土構架振動台實驗,並採用921近斷層之地震記錄作為輸入之地表加速度。每座構架試體均由兩根韌性柱與兩根非韌性柱所組成,而變化之參數包括非韌性柱主筋在柱底端搭接之有無,與在非韌性柱旁採用翼牆補強等。本實驗重點係觀察柱剪力、軸力隨位移之變化與最大強度後之負勁度行為。此研究對非韌性柱之了解亦可應用至耐震補強設計上,使其更經濟且有效。本報告將介紹試體設計、實驗規劃、部分實驗結果與初步分析,供後續研究之用。
|
|
NCREE-2006-020 |
標竿鋼構樓房震動台試驗
本整合型計劃進行結構健康診斷及控制相關之研究。此整合型計劃包含十五個子計劃,其中五個計畫在本中心進行。此整合型計劃主要目標在建置一標稱結構體提供各子計劃進行有關結構健康診斷及控制在振動臺上之試驗研究及驗證。在結構系統識研究上則配合振動臺上之結構體反應資料,進行損壞識別模組之程式建立及驗證。有關系統之識別則?重整體及局部結構之損壞程度識別。而在結構控制研究中則?重在兩個方向:控制元件研發及控制效果之探討。同時於此計劃中將設法建立結構控制之設計準則。經由此整合型計劃,各子計劃之研究均採用相同之結構試體,並經由振動臺試驗進行相關研究,在成果之整合及比較更具有實用性。
研究重點包括:1.結構實驗相關之試體製作(Benchmark Model)。2.Benchmark Model 之數值模擬分析。3.Benchmark Model之線性反應下之振動臺實驗。4.建置標竿結構震動台實驗資料庫。
|
|
NCREE-2004-028 |
九十三年度教育部防災科技教育改進計畫
「防災科技教育」首重理念與生活經驗的結合,落實與推廣甚為重要,我們期許經由防災科技教育的推動,國人皆能具備應有的防災素養。為達成教育部92~95 年度「防災科技教育改進計畫」中程綱要計畫之各項具體目標,計畫辦公室在93 年度計畫執行過程中,即以92 年度計畫執行經驗與所累積的知識為鑑,整合天然災害與人為災害,提出7 大策略聯盟,並考量各推動中心其地區特性及人文環境,規劃適切之綱要計畫工作項目,期能發揮最大效益。93~95 年度推動中心綱要計畫教育對象針對中小學(包含九年一貫、高中職)、大專及社會大眾,工作項目則涵蓋颱洪、坡地、地震及人為災害之教材編撰、試教、師資培訓與災害防救計畫等,以期能深化各層級防災素養,使得中小學生能自助自保、大專學生能自助助人、社會與成人得以自助服務。
|
|
NCREE-2003-045 |
九十二年度教育部天然災害防災教育改進計畫
防災教育之目的在於提昇民眾對災害的認識與了解準備和緊急應變的重要,培養民眾具備良好之防災素養,以強化社會抗災能力、減輕人民與社會的災害風險。為達成教育部92~95 年度「防災科技教育改進計畫」中程綱要計畫之各項具體目標,教育部顧問室乃以天然災害及人為災害二大領域為推動方向,天然災害防災教育改進計畫部份主要工作任務為計畫之規劃、審核、管考、成果整合與推廣,以及防災教育推動機制與防災教育資源中心之規劃。本計畫於91 年10 月起歷經計畫構想徵求、審查、詳細計畫提送、審查等嚴謹審慎作業,直至92 年3 月17 日經教育部顧問室核定通過之計畫數,共計48 個計畫,總經費為新台幣24,488,268 元整。
92 年度各夥伴學校執行之課題項目,包括:(1)各教育階段學生與社會大眾應具備之防災素養調查與課程大綱研究;(2)防災教材編撰;(3)各教育層級防災教育師資培育計畫;(4)防災教育網站與知識庫建置計畫;(5)各級學校災害防救計畫規劃;(6)大專校院防災教育改進計畫;(7)成人及社會防災教育改進計畫等七大項課題。計畫辦公室在92 年度計畫執行過程中所完成之成果,包括:(1)組成計畫諮詢委員會;(2)完成92 年度計畫徵求、審查、核發核定通知等作業;(3)進行網站與知識庫規劃建置計畫工作協商會議;(4)規劃「防災教育資源中心」;(5)辦理
期中審查會議;(6)夥伴學校計畫經費申請核備事宜;(7)規劃建立「防
災科技教育改進計畫」整體計畫作業網站;(8)規劃建立防災教育推動機制;(9)配合國家災害防救科技中心成果發表研討會,彙整92 年度防災教育各夥伴學校計畫成果報告及海報等書面及電子檔;(10)規劃93年度~95 年度防災教育策略聯盟補助推動中心計畫等。
|
|
NCREE-2003-019 |
2003台灣地震損失評估系統(TELES)講習會
台灣位於地震活躍之區域,地震之發生無可避免,而必須嚴肅面對。有鑑於此,國家地震工程研究中心致力於台灣地震損失評估系統(Taiwan Earthquake Loss Estimation System, TELES) 之研究與發展,將災害減至最低的程度。在緊急應變期間,當地震來襲時,該系統可迅速地執行震災損失之早期評估,期能適時提供災損評估予中央災害應變中心,俾能有助於救災人力與資源之配置,爭取救災之黃金時間。在整備期間,採用台灣地震損失評估系統執行境況模擬,讓災害防救之相關單位了解災情之規模及分佈,及早擬訂地區災害防救計畫之依據,為下一次地震之來臨,作最好的準備。除此之外,台灣地震損失評估系統更可結合地震危害度分析,協助政府及民間企業妥善規劃震災風險評估與管理策略。為了推廣及落實台灣地震損失評估系統之研發成果,特舉辦此一講習會,與使用者面對面雙向溝通,除了讓使用者了解系統之功能與操作,並聽取使用者之意見,以作為系統更新之參考,使之不斷精進。本講習會涵蓋:台灣地震損失評估系統之架構、理論、應用及操作。
|
|
NCREE-2003-015 |
利用磁流變減震器與半主動控制基底隔震系統(英文版)
|
|
NCREE-2003-001 |
地震力作用下以或然率為基礎之土壤液化潛勢評估
本研究藉由時變性(nonstationary)漫散震動(random vibration)理
論,利用機率分析方法計算水平土層在地震下孔隙水的累積發展,主要內容如下所述:
一. 輸入地震的建立:用一幅值調整方程式來描述地震在強度上時變
性(nonstationary)的特性;且用正規化Clough-Penzien 能量譜密度函數(power specyral density function)來描述地震的頻率內函。
二. 土層反應分析:利用漫散震動理論,計算出土層各深度反應的 能
量譜密度方程式。另外,採用頻率相依的剪切模數修正,使其反應更符合土壤的非線性行為。
三. 應用孔隙水壓或然率模型:此或然率模式考量了反覆強度曲線以及孔隙水壓累加曲線,用來當作土壤強度的參數。最後,將土層反應的變異量(variance)代入模式中,以算出各深度的液化或然率。
四. 利用此模式分析921 集集地震員林地區及台北地區的液化機率,進而得到兩區域的液化潛能圖。
|
|
NCREE-2002-037 |
Development of Bridge Fragility Curves Using Near Fault and Far Field Earthquake Ground Motion Data
The objective of this paper is to develop the fragility curves of a highway bridge through incremental dynamic analysis using ground motion data of near-fault and far-field earthquke. Both quasi-static and dynamic pushover analyses are performed to achieved capacity of the pier and the bridge. Near fault earthquake ground motion data from 1999 Chi-Chi earthquake and far field earthquake data from same sites are served as input ground excitations to evaluate the vulnerability of a typical five-span continous post-tension concrete box grider bridge in Taiwan..
The fragility curves with corresponding damage states of the bridge are related to the intensity measures of PGA. The comparison of fragility curves of this five-span continous post-tension concrete box grider bridge
in Taiwan and HWB20(conventional design) and HWB21 (seismic design) in HAZUS99 is also conducted.
|
|
NCREE-2002-032 |
台灣地區地震危害度分析-考慮特徵地震模式
特徵地震模式是考慮近斷層效應的一種模型,本研究的主旨在於探討特徵地震模式對於地震危害度評估之影響。研究內容主要由斷層滑移速率配合特徵地震模式推求斷層之地震發生率與發生規模分佈情形,對照傳統危害度分析模式,比較兩者之間的關係。
特徵地震模式與斷層參數(如斷層滑移速率、b 值、斷層面積等)息息相關,斷層參數之準確性對於此模式之影響甚大,選用合理的斷層參數是得到有效結果的重要步驟。
此模式可應用於地震危害度分析、地震境況模擬或斷層錯動評估,建立年超越機率與各項地震損壞度評估參數之關係,例如:地表運動強度、斷層錯動量或危害度相適規模等。
|
|
NCREE-2002-035 |
921集集大地震街屋震害原因分析與災區現行補強措施檢討
本文包括兩部份:第一部份檢討921 集集大地震時災區連棟店舖住宅建築物震害的真正原因。分析方法採用較嚴謹的非線性動態增量震譜計算方法。檢討結果發現造成連棟店舖住宅慘重震害原因,首推地震太大,其次是結構系統不良,最後才是施工品質不良。第二部份檢討災區內以及災區外沒有崩塌或沒有受害的連棟店舖住宅應如何補強才能滿足我國現行建築技術規則,甚至滿足擬議中之使用功能規範之要求。分析方法採用稍微簡單的非線性靜態推垮曲線法。檢討結果發現目前在中部災區盛行將騎樓柱擴大斷面或加H 型鋼骨補強的措施,效果很差,不值得鼓勵。而在店舖住宅最後面或樓梯間改做一面平行騎樓20 公分厚的RC 牆或加一道鋼骨斜撐的話,就能滿足現行技術規則的要求。若能夠同時在最後面外牆以及樓梯間內牆各改做一面20 公分厚平行騎樓的RC 牆或鋼骨斜撐的話,更可以滿足研議中的使用功能規範。
|
|
NCREE-2002-056 |
教育部天然災害防治教育改進規劃計畫
本計畫針對地震、颱洪、土石流/坡地崩塌等三項台灣常見或潛在性高的本土性天然災害作為重點課題,邀請國內、外相關領域學者專家,詳予檢討規劃,研擬防災教育白皮書,並期透過防災教育政策與推動體制、防災教育數位化知識庫建置、防災教材的編撰及防災教育的推廣等策略,將防災的理念深植於社會各階層,讓民眾認識台灣本土性的天然災害及增加災害防治的知識,進而達到防範於未然、未雨綢繆的目的。同時,配合教育部顧問室擬於92~95 年度推動的「防災科技教育四年中程綱要計畫」,應妥為擬訂階段性目標,據以規劃研究課題與相關工作要點,期能逐步強化防災教育,將防災的理念深植於社會各階層。因而,本計畫之主要目標有二:一為針對我國天然災害防治教育詳予檢討,研擬防災教育白皮書;另一為規劃教育部顧問室92~95 年度天然災害防治教育改進計畫(中程綱要計畫)之研究內容、經費需求、執行方式等有關事項。
|
|
NCREE-2002-028 |
Semi-Active Control of a Structure with an MR Damper
本報告的內容在於研究具有可調節性的磁流變致震器(magneto-rheological (MR) damper),在強震作用下控制結構震動的能力,其中包含了完整的數值分析與實驗驗證。國家地震工程研究中心針對一小型的磁流變致震器進行了一連串的功能測試,並運用其測試結果找出一適當的數值模型。本研究使用改良式文式模型(modified Bouc-Wen model)來代表此磁流變致震器的數值模型,經由線上識別理論(On-line identification)與功能測試的一連串的實驗資料可以識別出改良式文式模型中的系統參數。藉由實驗與理論分析結果的驗證分析,此改良式文式模型可以準確地描述此磁流變致震器在各種狀態下的非線性行為。接下來,國家地震工程研究中心運用一全尺寸的一層樓鋼骨建築構架配合一對磁流變致震器來測試其控制效果。本研究使用” NEFCON”( 類神經網路模糊控制程式)來設計半主動控制器,由一連串震動台測試的結果可以發現,此半主動控制磁流變致震器可以在強震下有效地減低結構物的震動(不論是位移反應抑或是加速度反應)。本研究證實了此半主動控制系統具有低能源需求、直接輸出回饋、高可靠性與故障安全性機制。因此運用一個或是多個磁流變致震器所組成的半主動控制系統,可以在各種外力作用下有效與可靠地減低結構物的震動。
|
|
NCREE-2002-025 |
Seismic Hazard assessment for the Taiwan Region on the Basis of Recent Strong-Motion Data and Prognostic Zonation of Future Earthquake
|
|
NCREE-2002-011 |
建築物損壞評估曲線之建立及應用
九二一地震造成中部地區約一萬棟建築物損壞,其中包含各種不同結構類型之建物。震後損壞之建築物已由內政部建築研究所及國家地震工程研究中心等單位完成調查。為推估本次災區不同結構類型建物的損壞率,內政部建築研究所亦進行台中縣市及南投縣市建物基本資料庫之建立,並預定
於90 年度完成災區建物損壞率資料庫之建立,未來可應用於其他鄉鎮市推估強震時不同結構類型建物之損壞率及其分佈。
然而建築物損壞調查之資料係由國內13 所院校緊急組成之團隊所完成,因時間急迫,故有部分資料不完整,且部分建物損壞程度之判斷標準不一,需要進一步補充或統整,使調查資料更具有普遍性且利於相關研究之應用。另外損壞率之調查,由於母數相當龐大,恐非近期內可以完成,因此本研究使用抽樣方式,以不同地震強度測站為抽樣點,調查測站方圓1 公里範圍內之建築物作為母數,即可迅速建立抽樣點之建物損壞率,並以測站之記錄為抽樣點之地震強度,即可求得建物損壞評估曲線(fragility curve)之一點,若取九個抽樣點即可建立完整之建物損壞評估曲線。此曲線可作為Haz-Taiwan 等分析程式使用,對地震災害評估有重要意義。
本年度共完成八個抽樣點之調查,分別為台中市「省三國小」、台中縣大里市「建民國小」、台中縣豐原市「豐原國小」、台中縣石岡鄉「石岡國小」、台中縣霧峰鄉「霧峰國小」,南投縣南投市「南投國小」、南投縣草屯鎮「草屯國小」、南投縣雙冬鄉「雙冬國小」,由八個抽樣點之調查資料,可分別求出各抽樣點某類建物之損壞率,可作為建立建物損壞評估
曲線之依據。
|
|
NCREE-2001-031 |
隔震橋梁地震動態行為之系統識別
隔震元件器材與技術的發展已將近二十年,現今已有許多建物裝設有隔減震元件,用以減小建物地震所引發之震動行為。台灣於1999年完成本島第一座隔震橋「白河橋」,它是南二高的一座重要橋梁。交通部中央氣象局將本橋列為重要觀測橋梁,於1999年十月初完成全橋觀測裝備之佈設,並在1999年十月二十二日嘉義地震收錄第一筆“中震”反應記錄,此記錄為全世界少有隔震橋地震反應記錄。本計劃乃應用此記錄反向計算隔震元件以及橋台的特性,研究結果顯現橋梁裝設觀測設備的應用價值。重點成果包括 (1) 隔震器力學性質的模擬 (2) 橋梁兩端橫向束制非線性邊界條件之確認(3) 地震、微震與車行擾動下,橋梁振動特性差異性之比較與確認。這些研究成果將可作為日後工程師設計相關類型橋梁之參考
|
|
NCREE-2001-015 |
球面摩擦型隔震器之特性研究
球面摩擦型隔震器的主要設計觀念係來自於鐘擺原理以及摩擦消能。由於滑動器在滑動球面上的運動有如鐘擺的自由擺動一樣,所以球面摩擦型隔震器的自然振動週期是由滑動球面的半徑所控制。應用時,可視實際的需要在決定振動週期之後,而直接利用鐘擺原理來計算其滑動球面的半徑。至於摩擦消能的機制主要是利用滑動器與滑動球面的摩擦來達到此一目的,由於鐵弗龍的相關產品對於不鏽鋼具有低摩擦和不生熱的特性,因而常被用來做為摩擦的介面。本研究將自行設計及製做兩個最大水平滑動距離可達20 公分而振動週期為2 秒的球面摩擦型隔震器,並進行一系列的相關試驗,除了獲取摩擦係數的大小以及遲滯迴圈圖之外,也將進一步探討滑動速度快慢、垂直壓應力大小以及來回反覆運動等因素對摩擦係數的影響,藉以瞭解球面摩擦型隔震器的特性,以驗證能達到隔震消能的真正目的,並且也可提供往後實際應用時的設計參考。
|
|
NCREE-2001-016 |
應用類神經網路結合衰減公式建立地表運動模式以反應盆地的效應
本研究旨在利用強地動觀測資料,以類神經網路建立地表運動模式,使其能夠將盆地效應真實地反應出來。
本研究方法首先運用資料分類的方式,將一些較為複雜又不易建立關係地表運動影響因子分離出來,例如:斷層型態、震源深度、震波特性、受震地區之地盤構造、地震波傳遞所經路線…等。根據各資料群組的資料屬性界定其邊界條件,並分別建立各個群組的類神經網路模型,以“地震規模”和“震源距離”垂為系統輸入值,以PGA值作為系統輸出值。更進一步結合衰減公式,以修正並擴大各個群組之類神經網路模型的應用範圍。將各個群組之類神經網路模型依據其資料屬性以及邊界條件進行連結,使成為一地表運動模式之專家系統。
最後,分別以淺層地震、深層地震以及歷史性地震事件進行案例研究與探討,並與衰減公式進行比較,可以驗證此系統的可靠性與實用性。
|
|
NCREE-2001-013 |
Seismic Hazard Assessment for the Taiwan Region on the Basis of Recent Strong-Motion Data and Prognostic Zonation of Future Earthquakes StageII Part 1
|
|
NCREE-2000-029 |
Seismic Hazard Assessment for the Taiwan Region on the Basis of Recent Strong-Motion Data and Prognostic Zonation of Future Earthquakes Stage I Part 2
There are two types of uncertainty in the probabilistic seismic hazard analysis (PSHA), namely:I – the uncertainty connected with the effect of future earthquake (source scaling, attenuation relation and local site effect), II – the uncertainty due to unpredictable nature of future earthquake (when, where, how large). The first uncertainty is caused by uncompleted knowledge and may be reduced by using additional data (see the Part I of this report). At present there is a common opinion that the only way to reduce the second type of uncertainty is the development of the several models which approach the reality (for example, a Monte Carlo method to generate a synthetic earthquake catalogue). In most cases the definition of the earthquake source zone parameters (configuration, maximum possible magnitudes, and earthquake recurrence) is carried out on the basis of the historical data, i. e. using the events that were already occurred. By the other words, statistical properties of the known seismicity are assumed to be stationary in time and space, and therefore should apply in the foreseeable future. There are many examples, including the case of the Chi-Chi earthquake, when the erroneous estimation of these parameters led to the grave consequences. Thus, there is a necessity to estimate (even if roughly) the place and energy of the possible future events.
|
|
NCREE-2000-028 |
Seismic Hazard Assessment for the Taiwan Region on the Basis of Recent Strong-Motion Data and Prognostic Zonation of Future Earthquakes-Stage I Part 1
Procedures of seismic hazard assessment are based on ground motion attenuation relationships which can be derived from statistical analyses of recorded ground motions or, in conditions of limited strong-motion records, can be obtained from the available literature sources. Ideally, these attenuation models should consider regional earthquake source and propagation path effects and local site response peculiarities. At present, these is no doubt that the relationships are different for different seismic regions, and “region, and site-specific” models should be developed. However, the empirical databases usually consist on the recording which were obtained during the events of small and moderate magnitudes. Therefore, a question is arising-“is it possible to use these relationships in the case of large events”? The lack of strong motion data close to large earthquakes results in using of several seismological models. An important criterion for any simulation procedure is its validation against recorded ground motion. Every strong earthquake provides an unique opportunity both to verify the accepted attenuation models, and to update empirical relationships.
|
|
NCREE-2000-030 |
台灣地區橋樑強震資料在工程上的應用
For the purpose of damage assessment of structures during strong ground excitation, it is desirable to identify severity of damage based on the input-output measurement. It is believed that structural identification application from input/output data can lead to an understanding of the deterioration mechanism. A main disadvantage of structural identification has been the lack of experimental information on an actual structure. Both ambient vibration test and forced vibration test can provide information for structural system identification only from low level of excitation. Besides that strong motion instrumentation on structure to collect earthquake response can also provide valuable information for the safety assessment of the structure.
|
|
NCREE-2000-033 |
近斷層設計地震力與設計地表運動歷時
現行台灣建築耐震設計規範中並未考慮近斷層效應,因此,為有效提升近斷層結構的耐震標準,本報告參照美國UBC97之對策,針對車籠埔斷層附近之地震甲區(Z=0.33g), 由921集集大地震收錄到的近斷層地震紀錄分析短週期與中、長週期結構之近斷層譜加速度衰減律公式。並進而定義近斷層因子NA與Nv,分別修正短週期(等加速度平台)與中、長週期(速度控制)區段的正規化設計反應譜係數。同時,藉由結構系統地震力韌性折減係數,定義近斷層非彈性基底剪力係數之規範值,並利用EPP模型分析單自由度系統在實際收錄之近斷層地表運動作用下的非彈性基底剪力係數需求,驗證本報告提出近斷層耐震設計規範的合理性,並作為給定合理近斷層非彈性基底剪力係數上限的依據。
本報告在訂定設計地震力需求之同時,也考慮耐震分析之所需,一併將如何產生出一個保持原有地震地表運動特性又與反應譜相容之方法,作一介紹並舉實例說明此產生方法之過程與結果。本報告藉由小波轉換與逆轉換公式,求得地表運動歷時於特定頻寬範圍內的延遲時間平均值與標準差,因其與地震規模與斷層距有關,可藉由統計回歸方式,求得估算特殊場址延遲時間之平均值與標準差的經驗公式。進而由Kalman濾波技術之條件模擬方法,求得滿足此平均值與標準差的延遲時間分布,並積分求得相位頻譜。配合設計反應譜,可修正其傅立葉震幅譜,推估得滿足設計反應譜需求的地表運動歷時。
傳統之設計地震水準是以PGA值之大小來區分其水準,但為能考量實際結構反應,最新的規範趨勢乃藉由均佈危害度分析,直接利用譜加速度的衰減公式,獲致特定回歸期之設計反應譜。本報告將依據鄉、?、市等行政區域為震區劃分單位,對每一個震區分別給定0.3秒週期之反應譜值水準當作短週期結構物地震水準之標準,以及1.0秒週期之反應譜值水準當作中、長週期結構物地震水準之標準。針對近斷層區域而言,工址所屬震區之震區短週期與一秒週期水平譜加速度係數深受該斷層之特性以及工址與斷層距離之影響,若僅以鄉、?、市等行政區域形心位置之均布危害度分析結果代表該行政區域所有工址的震區水平譜加速度係數,將低估部分工址之震區水平譜加速度係數,致使設計地震力不足以抵抗該斷層引發之近斷層地震。因此,必須藉助於滿足特定斷層特性之譜加速度近斷層衰減公式定義近斷層調整因子NA與NV,進而修正近斷層工址之震區水平譜加速度係數,使合理估計近斷層建築物之設計地震力。
|
|
NCREE-2000-052 |
九二一集集大地震後續短期研究-嘉南與高屏地區微地動研究
由世界各地之震災調查與研究結果可知地盤振動特性對震災型態及分布有頗大的影響(許茂雄等,1989)(ASTANEH, A. et al., 1989) (BARD, P.Y. et al., 1988) (BORCHERDT, R.D. et al., 1975) (MEEHAN, J. et al., 1989) (ROMO, M.P. et al., 1988) (SEED, h. b. and SUN, J.I. , 1989) (WYLLIE, L.A. and FILSSON, J.R. (ed.), 1989),而本次九二一大地震中,亦可發現不同類型地盤,其地表振動之頻率內涵會有相當大差異,可見地盤振動特性確對地表運動有很大的影響。為了解台灣南部區域地盤之振動特性,本研究以微動量測儀觀測南部區域之地盤振動反應,觀測點位置以自由場強震儀所在位置為主,並實施日間及夜間一定時段之量測,由測量結果之分析,建立了各自由場強震站之背景微動頻譜。
量測所得之微動資料,本研究採用Nakamura (1989) 建議之方法進行資料處理,可以有效消除表面波雜訊,並求出地盤振動基本週期(fundametal period)。由各測點分析所得之結果,本研究求得南部區域(含嘉義、台南、高雄及屏東縣市)地盤震動等週期圖(isoperiod map),由等週期圖可以得知嘉義縣市區域地盤基本週期介於 0.7 秒 ~ 1.9 秒之間,而沿海地區之週期較短約在 0.6 秒 ~ 0.8 秒之間,嘉義市區地盤基本週期約在 0.8 秒 ~ 1.1 秒之間,嘉義縣山區地盤基本週期則多在 1.0 秒 ~ 2.0 秒之間。台南縣市東部山區地盤多在 1.0 秒 ~ 1.5 秒之間,平原區域地盤多介於 0.6 秒 ~ 0.8 秒之間。高雄縣市區域地盤沿海區域有較長之週期,介於 1.4 秒 ~ 2.2 秒之間,山區地盤基本週期介於 1.1 秒 ~ 1.2 秒之間,高雄縣市區域地盤則多介於 0.6 秒 ~ 1.5 秒之間。屏東地區地盤基本週期介於 0.6 秒 ~ 2.0 秒之間。
由量測分析結果可以得知山區地盤沖積層很淺,因此較無明顯之界面,其基本週期均較長,沿海區域地盤除嘉義地區外,其基本週期均較長,而嘉義沿海地盤因沖積層較淺,故基本週期較短。沖積平原上之分布趨勢大致與沖積層厚度變化趨勢相當。
|
|
NCREE-2000-054 |
九二一集集大地震後續短期研究-強餘震強地震資料處理
本計畫處理集集地震主震與三個地震規模入(ML)大於6.5的強餘震所收錄的1,602筆強地動加速度記錄,資料處理程序包括解碼、儀器修正、基線修正與時間修正等。所有的結果皆ASCII碼儲存,並提供一個篩選程式以供快速搜尋所需之資料,三個繪圖程式以供加速度歷時記錄、加速度傅氏頻譜與反應譜的展示與繪圖。
|
|
NCREE-2000-056 |
九二一集集大地震後續短期研究-建置地震資料中心及數位化地震知識庫之先期規劃研究:921集集地震資料分析與災情資訊管理系統之發展
有鑒於目前知識經濟的時代,數位化知識庫的建置與應用乃是未來知識管理基本的需求,本研究的主要工作著重在九二一地震工程相關震害調查數位化知識庫之規劃與建置,而研究的主要目標如下:
1. 透過先期數位化地震知識庫之規劃與建置成果,提出未來地震資料中心所需之資訊管理及數位化知識庫整合的機制。
2. 規劃設計來地震資料中心內,相關資料庫及資料項目,並依以建立九二一地震數位化知識庫的基礎。
3. 發展數位化地震知識庫建置及管理的技術及其雛形系統,做為未來數位化地震知識庫管理、分享與更新的工具。
在研究方法上,首先將結合自然災害管理的概念與九二一地震中資訊流的處理與應用上的問題探討,提出未來資訊管理及數位化知識庫整合的機制。其次,則將以九二一地震震害調查資料庫為基礎,規劃設計未來地震資料中心內,相關資料庫及資料項目,並依以建立九二一地震數位化知識庫的基礎。最後,將探討如何結合網際網路、資訊管理及地理資訊系統的技術,規劃並發展數位化地震知識庫建置及管理的技術。而在其數位化知識庫管理的雛形系統發展上,將結合本計畫的規劃,以國家地震工程研究中心所發展的「九二一集集地震資料分析與災情資訊管理系統」為架構,做為未來數位化地震知識庫管理、分享與更新的工具。
而在後續研究上則提出以數位化地球的概念,結合跨平台及資料多樣性機制的建立,建構數位化地震知識庫應用於地震工程知識管理之發展願景。
|
|
NCREE-2000-019 |
九二一集集大地震後續短期研究-臺灣中部地區微地動調查
1999年 9月21日集集地震造成中部地區極大之人員傷亡、結構破壞。由於中央氣象局在全省設有強地動觀測網,在本次地震有極高品質之地震紀錄。為了解集集地震強地動資料中場址效應之影響,於本年初在中部地區之強震站進行微地動觀測。本文即利用中部地區各強震站之微地動觀測資料,進行頻譜比分析,探討中部地區不同頻帶之振動分佈,並與集集主震之結果進行比對,大致上低頻之振動高區位於測區西部及西南部平原區,而較高頻之振動高區則移往測區東部之麓山帶。
|
|
NCREE-2000-023 |
Headed Bar 應用於混凝土樑柱接頭之力學行為評估
以加強鋼筋替代彎鉤鋼筋可以減少因鋼筋籠過密而造成混凝土澆製堵塞等等的問題,對於施工方面也有助益及改善,且樑柱接頭區以及柱與基礎交接區的鋼筋錨定往往會因為主筋於節點內錨定長度不足而不符合規範要求。另外根據以往的經驗顯示傳統彎鉤並無法有效的發揮其功能,原因在於彎鉤之後的混凝土可能在鋼筋降伏之前即已因為應力過高而被擠碎,其結果造成鋼筋在降伏力量達到之前已損失部分力量。
基於這些考量,本研究規劃兩組使用加強鋼筋之樑柱接頭試體並進行反覆載重試驗以了解其力學行為,並將其試驗結果與國外所做之相同試驗結果做比較。綜合本試驗之結果與Tarek之研究報告結果可以歸納出,加強鋼筋應用於樑柱接頭之主筋及箍筋的整體表現比使用傳統彎鉤鋼筋之相似樑柱接頭試體的整體有較優良之表現。
|
|
NCREE-2000-021 |
基底隔震技術於供電變壓器之減震應用
根據北嶺地震、阪神地震,以及國內嘉義瑞里地震、最近的921集集大地震等電力系統的損壞統計資料,可知變壓器 (transformers) 屬於比較昂貴、容易因地震損壞的電力設備,其中又以陶瓷套館部份最屬脆弱。若能事先研擬採用適當的隔、減震元件,降低變壓器及其套管的受震反應,則對於降低電力系統所受震害的威脅來說,應具有相當之裨益。
本研究係進行變壓器 (25噸之模型)及其套管之隔減震試驗,所採用隔震元件為:(1) 日本石橋公司 (Bridgestone Co., Japan) 之隔震系統,稱為BS隔震系統;(2)美國EPS公司 (Earthquake Protection Systems, Inc., U.S.) 之摩擦單擺系統 (friction pendulum system, 簡稱FPS隔震系統)。由試驗結果得知所考慮兩種隔震系統的隔減震成效已完全得到試驗的驗證:整體而言,不論是套管、變壓器的加速度,或是變壓器基底剪力等,在經過兩種隔震系統的隔減震後,其峰值都可以降低到一半左右,甚或更小。
在理論分析部分,本研究引入雙線性模型 (bi-linear model) 與 Wen 模型 (Wen model) 做為兩種隔震元件之數學模型,且分別以簡單體法 (Simplex method) 與卡氏濾波 (Kalman filter) 的方式進行隔震元件參數的識別;此外,也以ARX模型 (ARX model) 的方法進行陶瓷套管之系統識別工作。大抵而言,這兩種隔震元件數學模式均可有效模擬隔震後之系統反應。不論變壓器位移、變壓器基底剪力之歷時反應,以及隔震系統的遲滯迴圈,均顯示數值模擬與試驗結果間良好的一致性。經由數值模擬方式之建立,未來進行變壓器-套管系統的隔震設計時,將不再需要進行昂貴且費時的試驗工作,而能直接以計算的方法得知隔震元件所能發揮的效果並作為設計依據。
|
|
NCREE-2000-002 |
Studies on the Behavior of RC Bridge Structures Subjected to Earthquake
有鑒於橋樑在地震災害發生時所扮演角色的重要性,乃是都市的命脈,也是在地震發生時救援災難現場不可或缺的結構系統,如地震發生時橋樑已造成破壞,其整個都市的運輸系統將癱瘓且造成生命財產的損失更是無法估計。從過去的研究中不難發現,橋柱是連續橋樑與簡支橋樑中最脆弱的。本文的兩大貢獻在
1)橋柱在國家地震工程與研究中心,遲滯迴圈的分析與參數研究。
2)近斷層與遠距地震對連續橋樑與簡支橋樑的研究。
|
|
NCREE-1999-034 |
Proceedings of Seminar on Seismic Design for the Next Century (Lecture Notes)
|
|
NCREE-1999-032 |
921集集地震強地動分析
|
|
NCREE-1999-048 |
HAZ-TAIWAN震害評估分析模式研究-建築物震害分析
|
|
NCREE-1999-049 |
921集集地震中央氣象局結構物地震觀測網建築物地震反應資料之識別
|
|
NCREE-1999-033 |
九二一集集大地震全面勘災精簡報告(初稿)
|
|
NCREE-1999-060 |
台北地區順向坡測繪及資訊系統之建立
|
|
NCREE-1999-027 |
集集地震初步勘災報告
|
|
NCREE-1999-026 |
Preliminary Probabilistic Microzonation of the Taipei Basin
|
|
NCREE-1999-013 |
Empirical Models for Estimating Site-Dependent Design Input Ground Motion in Taiwan Region
The design of buildings and structures in earthquake prone regions must be based on information relating to expected seismic effects expressed in terms of time domain quantities (maximum amplitudes of ground motion, periods, and duration) and spectral quantities (Response and Design spectra). Design of some critical facilities also requires a time function of ground acceleration. Estimation of time domain and spectral parameters of ground motion are obtained either by empirical relations that connect these to earthquake magnitude, distance, and local soil conditions (source scaling and attenuation relations) or by means of mathematical modeling. At present, there is no doubt that these relations are different for different seismic regions. Therefore, so-called “region&site-specific” models should be developed on the basis of available strong ground motion records.
|
|
NCREE-1999-002 |
五層樓縮尺鋼結構振動台試驗分析報告
本研究旨在以進行振動台試驗的方法,建立一1/2縮尺五層樓鋼結構建築之原始模型(bench-mark model),將此一鋼結構建築於動態行為下的反應資料整理後,將完整地置於本中心網站上對外開放的資料庫之內,以提供國內外相關學術領域進行結構物系統識別研究之用。
將振動台試驗所擷取之結果進行整理,可以得到此鋼結構試體於不同結構形式在各種模擬地震規模下之整體結構以及局部桿件的位移、速度和加速度的歷時振動反應。根據試驗結果進行進一步的計算與分析,可以求得此鋼結構試體之動力特性以及於振動過程中之層間位移、各樓層回復力、扭轉效應、各樓層之尖峰位移、各樓層之尖峰速度和各樓層之尖峰加速度,藉此可以了解本結構於地震時所產生之結構行為。
最後,以Drain2D+建立本試驗結構之二維數值模型,根據試驗過程中之不同結構形式所模擬之不同地震狀況,進行動力分析,並與振動台試驗結果做比較,可以驗證此一數值模型的可靠性,並更進一步利用此數值模型求出其結構模態以及塑性鉸產生的時機與順序及其生成的位置。
|
|
NCREE-1998-016 |
Proceedings of Asia-Pacific Workshop on Seismic Design and Retrofit of Structures
|
|
NCREE-1998-004 |
嘉義瑞里地震勘災初步報告
|
|
NCREE-1998-005 |
中央氣象局橋梁強震資料記錄1995~1996(上冊)
|
|
NCREE-1998-006 |
中央氣象局橋梁強震資料記錄1995~1996(下冊)
|
|
NCREE-1998-002 |
南澳地震(1994/06/05)建築物強震記錄
|
|
NCREE-1994-002 |
振動產生器及其在地震工程上之應用研討會
振動產生器(Vibration Generator或稱Shaker)係用於結構強迫振動實驗中對模型結構或實體結構施加預先設定之外力(通常為簡諧外力),藉以了解結構動力行為之實驗設備。由於待測結構物本身之勁度大小與質量等不盡相同,放對振動產生器輸出外力與頻率的要求亦不相同。一般於現地實體結構實驗中,因結構的勁度與質量較大,若要結構物達到足以量測之簡諧反應,所需之振動產生器就必須能提供較大之外力,同時又要能符合易於搬運及維修等之現地實驗設備條件。
振動產生器依其外力產生之方式可分為:旋轉偏心質量(rotating eccentric mass)、電動液壓式 (electrohydraulic)、電磁式(electromagnetic) 及擺錘式(pendulum)等。旋轉偏心質量式振動產生器因具有機械構造簡單、出力上限較大、自重與出力比值較小及無需反作用施力點等特性,故已廣泛的應用於許多現地實體結構動力測析試驗中,用以判定現存結構之自然振頻、阻尼比及振形等多項動力特性。國家地震工程研究中心鑑於實體結構動力測析實驗對地震工程研究之重要,特向美國Anco技術公司購置了一組「結構強迫振動實驗系統」,該系統之主要元件為二台旋轉偏心質量式振動產生器,一適用於低頻(0.5~ 10 Hz),另一適用於高頻(0.5~30 Hz)。本文主要目的在介紹此組實驗設備之原理及性能。
|
|
NCREE-1992-002 |
公路橋梁設計規範耐震設計調查研究
我國現行公路橋樑設計規範係交通部於民國76年1月頒佈,其中有關耐震之規定見第二章2.20節,主要係參照1980年財團法人日本道路協會「道路橋示方書V耐震設計編」訂定,惟日本之橋樑設計規範已於1990年作全面修訂。
美國有關橋樑耐震設計規範亦有長足的進步,譬如ATC-6規範,耐震設計係以對付工址回歸期475年的地震為目標,惟考慮橋樑韌性、靜不定度、結構系統後得一折減係數R。一般彈性分析設計對應之設計地表加速度即為475年回歸期地表加速度除以R,且僅用於求取彎矩所需強度。其他如剪力所需強度則不以R折減,但可以彎矩塑鉸產生後反求構材引致之剪力設計之。一般橋樑設計地震力之大小與分部依單振態反應譜法求之,較複雜之橋樑則以動力振態疊加法配合反應譜求之。
本計畫主要係參照上述美國、日本最新規範內容,配合國內近年來有關地震危害度與反應譜等研究成果,研擬一套適用於台灣地區的公路橋樑耐震設計規範草案。
本報告第二部份將說明國內外公路橋樑設計規範耐震設計規定相關資料調查檢討,主要簡述ATC-6規範、日本道路協會規範、美國加州橋樑耐震設計規範之架構並加以檢討。此外,對國內相關資料亦加以說明檢討。
本報告第三部份為橋樑耐震設計建議規範條文,共分六章,為本報告之核心部份。第四部份為橋樑耐震設計建議規範解說,闡明規範條文制定之理論背景與根據。第五部份為參考文獻,最後為規範條文與解說之附表與附圖。
|
|