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中心技術報告

NCREE-2002-020

時間 2002-07-01
標題 含非線性黏性阻尼器結構之減震試驗與分析
作者 [黃震興] [黃尹男] [洪雅惠]
摘要 黏性阻尼器的特色為不具儲存勁度,裝設於構架上將不會干擾結構之基本振態頻率。黏性阻尼器依其力學性質可分為線性黏性阻尼器與非線性黏性阻尼器兩種,非線性黏性阻尼器可在較小速度時即產生較線性阻尼器大之阻尼力,因此可更有效地降低結構之地震力反應。本研究將以對角斜撐裝置方式及肘型斜撐裝置方式於一縮尺三層樓剛構架中安裝線性及非線性黏性阻尼器,進行單軸向地震力輸入之振動台試驗,驗證比較線性與非線性黏性阻尼器之減震效益。試驗結果顯示非線性阻尼器之減震效果不但較線性阻尼器優異,且其所需之出力極限需求往往小於線性阻尼器。本研究亦將針對含非線性黏性阻尼器之構架提出一較完整之設計流程以供參考,本試驗結果亦顯示此建議設計方式之可行性。另將以試驗數據檢核FEMA規範以力量疊加因子(Load Combination Factor)計算多自由度結構最大受力狀態方法之精確度。振動台試驗結果將以Norio Hori 所提之瞬時輸入能量觀點予以分析,分析結果顯示瞬時輸入能量比總輸入能量更能反映地震力對結構物之威脅程度。另使用SAP2000N軟體進行數值模擬,比對試驗值與數值模擬結果顯示SAP2000N可準確模擬對角方式裝置之非線性阻尼器構架於地震力下之反應,肘型斜撐裝置系統因鉸接處縫隙影響較大,模擬結果欠佳。 本試驗另將探討黏性阻尼器之裝設對結構微振動量之影響,由試驗構架之微振動量測結果顯示,黏性阻尼器之裝設確實能有效降低結構整體之微振動量,無論是結構主要振盪頻率或高頻之微振量皆能有效地降低。
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