第四章 DLV 結構破壞診斷分析之數值模擬驗證
4.4 觀測不足之破壞診斷分析
4.4.1 受損樓層有觀測(co-located observation)
本節將針對當受損樓層有觀測的條件下進行 DLV 損傷識別分 析,考慮包括單一樓層受損與複數樓層受損等情況。受損狀態設定為 移除受損樓層之斜撐,以Kobe 地震作為輸入擾動,其震波之尖峰地 表加速度調整至0.1g。
4.4.1.1 單一樓層受損
CASE1:模擬受損樓層為 1 樓,考慮觀測樓層為 1345、1245、1235、
1234、135 及 124 等情況。
CASE2:模擬受損樓層為 2 樓,考慮觀測樓層為 2345、1245、1235、
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1234、125 及 124 等情況。
CASE3:模擬受損樓層為 3 樓,考慮觀測樓層為 2345、1345、1235、
1234、135 及 235 等情況。
CASE4:模擬受損樓層為 4 樓,考慮觀測樓層為 2345、1345、1245、
1234、245 及 134 等情況。
CASE5:模擬受損樓層為 5 樓,考慮觀測樓層為 2345、1345、1245、
1235、135 及 245 等情況。
以狀態空間 DLV 損傷識別法進行破壞診斷分析,結果歸納於表 4.83~4.87 與圖 4.39~4.43。茲針對各個案例之分析結果討論如下:
CASE1(1 樓受損):
依 DLV 損傷識別分析之結果,其 WSI 值歸納於表 4.83 及圖 4.39。本例在各種不同觀測組合下,DLV 損傷識別法均研判結構受損 之樓層為 1 樓,此一分析結果與設定之破壞位置相符,顯示在 co-located observation 條件下,DLV 損傷識別法仍可精確定位出受損 位置。
CASE2(2 樓受損):
依 DLV 損傷識別分析之結果,其 WSI 值歸納於表 4.84 及圖 4.40。本例在各種不同觀測組合下,DLV 損傷識別法均研判結構受損
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之樓層為 2 樓,此一分析結果與設定之破壞位置相符,顯示在 co-located observation 條件下,DLV 損傷識別法仍可精確定位出受損 位置。
CASE3(3 樓受損):
依 DLV 損傷識別分析之結果,其 WSI 值歸納於表 4.85 及圖 4.41。本例在各種不同觀測組合下,DLV 損傷識別法均能定位出 3 樓為受損樓層。惟當觀測樓層為 2、3、4 及 5 樓(1 樓未觀測)時,2 樓之 WSI 值為 0.1183,亦被篩選為可能之破壞樓層,與設定之破壞 位置不相符,顯示 Bernal 所建議之篩選公式仍有不足之處。但若將 2 樓與3 樓之 WSI 數值比較,WSI2仍選超過WSI3(91 倍),因此 3 樓之 受損機率要比2 樓大。
CASE4(4 樓受損):
依 DLV 損傷識別分析之結果,其 WSI 值歸納於表 4.86 及圖 4.42。本例在各種不同觀測組合下,DLV 損傷識別法均能定位出 4 樓為受損樓層。惟當觀測樓層為 2、3、4 及 5 樓(1 樓未觀測)時,2 樓之 WSI 值為 0.05,亦被篩選為可能之破壞樓層,與設定之破壞位 置不相符。顯示 Bernal 所建議之篩選公式仍有不足之處。但若將 2 樓與4 樓之 WSI 數值比較,WSI2仍選超過WSI4(35 倍),因此 4 樓之 受損機率要比2 樓大。
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CASE5(5 樓受損):
依 DLV 損傷識別分析之結果,其 WSI 值歸納於表 4.87 及圖 4.43。本例在各種不同觀測組合下,DLV 損傷識別法均能定位出 5 樓為受損樓層。惟當觀測樓層為 2、3、4 及 5 樓(1 樓未觀測)時,2 樓之 WSI 值為 0.0628,亦被篩選為可能之破壞樓層,與設定之破壞 位置不相符。顯示 Bernal 所建議之篩選公式仍有不足之處。但若將 2 樓與5 樓之 WSI 數值比較,WSI2仍選超過WSI5(62 倍),因此 5 樓之 受損機率要比2 樓大。
本節分析結果顯示,在 co-located observation 情況下均能找出破 壞樓層。惟當1F 未作觀測時即使為 co-located,在目前的篩選標準下,
可能會將未受損樓層誤判。因此建議在實際應用時 1F 都應該列觀測 樓層。
4.4.1.2 複數樓層受損
CASE1:模擬受損樓層為 1 樓及 5 樓,考慮觀測樓層為 1345、1245、
1235、125、135 等情況。
CASE2:模擬受損樓層為 2 樓及 4 樓,考慮觀測樓層為 1345、1245、
1234、124、245 等情況。
CASE3:模擬受損樓層為 3 樓及 5 樓,考慮觀測樓層為 1345、1345、
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1235、135、235 等情況。
CASE4:模擬受損樓層為 1 樓、3 樓及 5 樓,考慮觀測樓層為 1345、
1235 等情況。
以狀態空間 DLV 損傷識別法進行破壞診斷分析,結果歸納於表 4.88~4.91 與圖 4.44~4.47。茲針對各個案例之分析結果討論如下:
CASE1(1 及 5 樓受損):
依 DLV 損傷識別分析之結果,其 WSI 值歸納於表 4.88 及圖 4.44。本例在各種不同觀測組合下,DLV 損傷識別法均研判結構受損 之樓層為1 樓及 5 樓,此一分析結果與設定之破壞位置相符,顯示在 co-located observation 條件下,DLV 損傷識別法仍可精確定位出複數 層受損位置。
CASE2(2 及 4 樓受損):
依 DLV 損傷識別分析之結果,其 WSI 值歸納於表 4.89 及圖 4.45。本例在各種不同觀測組合下,DLV 損傷識別法均研判結構受損 之樓層為2 樓及 4 樓,此一分析結果與設定之破壞位置相符,顯示在 co-located observation 條件下,DLV 損傷識別法仍可精確定位出複數 層受損位置。
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CASE3(3 及 5 樓受損):
依 DLV 損傷識別分析之結果,其 WSI 值歸納於表 4.90 及圖 4.46。本例在各種不同觀測組合下,DLV 損傷識別法均能定位出 3 及5 樓為受損樓層。惟在觀測樓層為 2、3、4 及 5 樓時,2 樓之 WSI 數值為 0.0488 亦被篩選為可能之破壞樓層,與設定之破壞位置不相 符,顯示 Bernal 所建議之篩選公式仍有不足之處。但若將 2 樓、3 樓 與 5 樓之 WSI 數值比較,WSI2仍選超過WSI3及WSI5(81 倍),因此 3 樓及 5 樓之受損機率要比 2 樓大。
CASE4(1、3 及 5 樓受損):
依 DLV 損傷識別分析之結果,其 WSI 值歸納於表 4.91 及圖 4.47。本例在各種不同觀測組合下,DLV 損傷識別法均研判結構受損 之樓層為1 樓及 5 樓,此一分析結果與設定之破壞位置相符,顯示在 co-located observation 條件下,DLV 損傷識別法仍可精確定位出複數 層受損位置。