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中心技術報告

NCREE-2003-011

時間 2003-07-01
標題 含黏性阻尼器減震結構之非彈性地震反應試驗與分析
作者 [黃震興] [黃尹男] [李昭逸]
摘要 本研究將針對一含非線性黏性阻尼器(Nonlinear Viscous Dampers)之三層樓鋼構架進行單側向(Uni-lateral)振動動台試驗,振動台試驗包括純抗彎構架之彈性地震力振動台試驗,及減震結構之彈性、非彈性地震力振動台試驗,以驗證含阻尼器結構之減震效益與構架降伏後的行為。為達到此一目的,依國內正在審查中的台灣建築物耐震設計規範規定,設計一實尺之單向單跨三層樓鋼構架,並對所使用之非線性黏性阻尼器進行性能測試,以正確得知阻尼器基本性質。 為探討純抗彎空構架在結構降伏後之非線性行為與含減震元件結構有何不同,將利用現行結構分析軟體IDARC5.0 進行空構架降伏後之行為模擬。並利用振動台試驗結果以Norio Hori 所提之瞬時輸入能量觀點予以分析,結果顯示地震瞬時輸入能量較總輸入能量能反映地震力對結構物之威脅程度。而無論由振動台試驗結果或瞬時能量分析結果,皆顯示阻尼器對結構受到地震力作用時,有其明顯與有效的貢獻存在。 在本試驗研究,發現非線性阻尼器對結構提供之額外阻尼比,在構架降伏時會有一最小值,因此在設計非線性阻尼器C 值時,可將減震結構頂層位移,定為結構降伏時之頂層位移,則可望得最保守設計。而且設計非線性阻尼器時,採用不同非線性係數( α值),會影響阻尼器對結構所提供額外阻尼比的效益,非線性阻尼器α值並不定愈大或愈小的表現較好,在結構尚在彈性範圍內以α值愈小愈好,但結構降伏後,剛好相反, α值愈大愈好,所以設計者應衡量結構物之需求妥善選擇。 論文最後亦利用振動台試驗結果,探討NEHRP2000 對含非線性黏性阻尼器構架之靜力分析方法的準確性,等效線性靜力分析結果在預測樓層相對位移有不錯的結果,但在預測樓層加速度並不理想,且偏向不保守,因此NEHRP2000 對含阻尼器構架的相關規定,應要再審慎評估。
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