第四章 SSI 系統識別結合損傷探測分析之地震模擬試驗驗證
4.3 完全觀測(Full Observation)條件下試驗結果與分析
本系列振動台試驗係以 White Noise 與 El Centro 地震為擾動，
PGA=0.1g，以實測之各樓層加速度反應進行分析。結構之健康狀態係於模 型各樓層之強、弱軸方向均加設斜撐，如圖 4.6 所示。結構受損狀態則為 移除受損樓層弱軸方向之雙邊斜撐，因此鋼構模型仍維持平面結構之行為，
如圖 4.7 所示。
A. White noise
健康結構之反應歷時如圖 4.8 所示， ETABS 特徵分析所得之模態如 圖 4.9(a)所示，SSI 分析之模態如圖 4.9(b)所示，SRIM 分析之模態如圖 4.9(c) 所示。結構參數識別結果歸納於表 4.2。
SRIM 與 SSI 皆成功分析出前三模態﹙低頻模態﹚與頻率，其中前兩 模態與 ETABS 特徵分析之模態相當接近。阻尼比方面，SRIM 可成功識別 出低頻模態之阻尼比，SSI 則幾乎無法識別出阻尼比。
此外，考慮之八種不同結構受損情況包括：
CASE A1 (1 樓受損)：
結構地震歷時如圖 4.10 所示， ETABS 特徵分析所得之模態如圖 4.11(a)所示，SSI 分析之模態如圖 4.11(b)所示，SRIM 分析之模態如圖 4.11(c) 所示。結構參數識別之結果歸納於表 4.3。
由圖 4.11 與表 4.3 可看出，SSI 可成功分析出前三模態，SRIM 則可成 功分析出前四模態，且與 ETABS 特徵分析之模態相當接近；阻尼比方面，
SRIM 可成功識別出低頻模態之阻尼比，SSI 則幾乎無法識別出阻尼比。
CASE A2 (2 樓受損)：
結構地震歷時如圖 4.12 所示， ETABS 特徵分析所得之模態如圖 4.13(a)所示，SSI 分析之模態如圖 4.13(b)所示，SRIM 分析之模態如圖 4.13(c) 所示。結構參數識別之結果歸納於表 4.4。
由圖 4.13 與表 4.4 可看出，SSI 與 SRIM 皆可成功分析出前三模態，
且前兩模態與 ETABS 特徵分析之模態相當接近；阻尼比方面，SRIM 可成 功識別出低頻模態之阻尼比，SSI 則幾乎無法識別出阻尼比。
CASE A3 (3 樓受損)：
結構地震歷時如圖 4.14 所示，ETABS 特徵分析所得之模態如圖 4.15(a) 所示，SSI 分析之模態如圖 4.14(b)所示，SRIM 分析之模態如圖 4.14(c)所 示。結構參數識別之結果歸納於表 4.5。
由圖 4.15 與表 4.5 可看出，SRIM 可成功分析出前三模態，SSI 則只能 成功分析出前兩模態；阻尼比方面，SRIM 可成功識別出低頻模態之阻尼 比，SSI 則幾乎無法識別出阻尼比。
CASE A4 (4 樓受損)：
結構地震歷時如圖 4.16 所示， ETABS 特徵分析所得之模態如圖 4.17(a)所示，SSI 分析之模態如圖 4.17(b)所示，SRIM 分析之模態如圖 4.17(c) 所示。結構參數識別之結果歸納於表 4.6。
由圖 4.17 與表 4.6 可看出，SRIM 可成功分析出前四模態，SSI 則只能 成功分析出前兩模態；阻尼比方面，SRIM 可成功識別出低頻模態之阻尼 比，SSI 則幾乎無法識別出阻尼比。
CASE A5 (5 樓受損)：
結構地震歷時如圖 4.18 所示， ETABS 特徵分析所得之模態如圖
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4.19(a)所示，SSI 分析之模態如圖 4.19(b)所示，SRIM 分析之模態如圖 4.19(c) 所示。結構參數識別之結果歸納於表 4.7。
由圖 4.19 與表 4.7 可看出，SRIM 與 SSI 皆能成功識別出前三模態；
阻尼比方面，SRIM 可成功識別出低頻模態之阻尼比，SSI 則幾乎無法識別 出阻尼比。
CASE A13 (1 及 3 樓受損)：
結構地震歷時如圖 4.20 所示， ETABS 特徵分析所得之模態如圖 4.21(a)所示，SSI 分析之模態如圖 4.21 (b)所示，SRIM 分析之模態如圖 4.21 (c)所示。結構參數識別之結果歸納於表 4.8。
由圖 4.21 與表 4.8 可看出，SRIM 可成功分析出前四模態，SSI 則能成 功分析出前三模態，且前兩模態與 ETABS 特徵分析之模態相當接近；阻 尼比方面，SRIM 可成功識別出低頻模態之阻尼比，SSI 則幾乎無法識別出 阻尼比。
CASE A15 (1 及 5 樓受損)：
結構地震歷時如圖 4.22 所示， ETABS 特徵分析所得之模態如圖 4.23(a)所示，SSI 分析之模態如圖 4.23 (b)所示，SRIM 分析之模態如圖 4.22 (c)所示。結構參數識別之結果歸納於表 4.9。
由圖 4.23 與表 4.9 可看出，SRIM 與 SSI 皆能成功識別出前三模態與 第五模態，且與 ETABS 特徵分析之模態相當接近；阻尼比方面，SRIM 可 成功識別出低頻模態之阻尼比，SSI 則幾乎無法識別出阻尼比。
CASE A135 (1、3 及 5 樓受損)：
結構地震歷時如圖 4.24 所示，ETABS 特徵分析所得之模態如圖 4.25 (a) 所示，SSI 分析之模態如圖 4.25 (b)所示，SRIM 分析之模態如圖 4.25 (c) 所示。結構參數識別之結果歸納於表 4.10。
由圖 4.25 與表 4.10 可看出， SSI 能成功識別出前三模態，SRIM 卻只 能識別出第一模態；阻尼比方面，SRIM 可成功識別出低頻模態之阻尼比，
SSI 則幾乎無法識別出阻尼比。
將 SRIM 與 SSI 識別之參數分別以狀態空間 DLV 損傷識別法與直接位 移法﹙DDM﹚進行破壞診斷分析之結果歸納於表 4.11 與圖 4.26~4.33。茲 針對各個案例之分析結果討論如下：
CASE A1 (1 樓受損)：
各損傷識別分析之 WSI 值歸納於表 4.11 及圖 4.26。
以 SRIM 識別法搭配 DLV 之損傷探測，其 1 樓之 WSI 值趨近於零，2 樓之 WSI 值﹙0.018﹚亦落在PD指標內，因此研判破壞樓層應為 1 樓及 2 樓﹙誤判 2 樓為破壞樓層﹚。
以 SSI 識別法搭配 DLV 之損傷探測，其 1 樓之 WSI 值趨近於零， 2 樓之 WSI 值﹙0.062﹚亦落在 PD 指標內，因此研判破壞樓層應為 1 樓及 2 樓﹙誤判 2 樓為破壞樓層﹚。
以 SRIM 識別法搭配 DDM 損傷探測法 1 樓之 WSI 值為 0.150，落在PDD 指標內，故研判結構應於 1 樓發生破壞。
以 SSI 識別法搭配 DDM，一樓之 WSI 值為 0.054， 3 樓之 WSI 值為 0.123，皆在PDD指標內，因此研判破壞樓層應為 1 樓及 3 樓﹙3 樓誤判為 破壞樓層﹚。
CASE A2 (2 樓受損)：
各損傷識別分析之 WSI 值歸納於表 4.11 及圖 4.27。
以 SRIM 識別法搭配 DLV 之損傷探測，其 2 樓之 WSI 值為 0.018，故 研判結構應於 2 樓發生破壞，與實際之破壞位置相符。
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以 SSI 識別法搭配 DLV 之損傷探測，其 2 樓之 WSI 值﹙0.004﹚與 1 樓之 WSI 值﹙0.007﹚趨近於零，故研判破壞樓層應為 1 樓及 2 樓﹙1 樓誤 判為破壞樓層﹚。
以 SRIM 識別法搭配 DDM 損傷探測法 2 樓之 WSI 值為 0.061，4 樓之 WSI 值為 0.175，皆落在PDD指標內，故研判結構應於 2 樓與 4 樓發生破 壞﹙4 樓誤判為破壞樓層﹚。
以 SSI 識別法搭配 DDM 損傷探測法 2 樓之 WSI 值為 0.161，落在PDD 指標內，故研判結構應於 2 樓發生破壞，與實際之破壞位置相符。
CASE A3 (3 樓受損)：
各損傷識別分析之 WSI 值歸納於表 4.11 及圖 4.28。
以 SRIM 識別法搭配 DLV 之損傷探測，3 樓之 WSI 值為 0.018，落在 PD指標內，故研判結構應於 3 樓發生破壞，與實際之破壞位置相符。
以 SSI 識別法搭配 DLV 之損傷探測， 3 樓之 WSI 值為 0.010，1 樓之 WSI 值為 0.024，故研判破壞樓層應為 1 樓及 3 樓﹙1 樓誤判為破壞樓層﹚。
以 SRIM 識別法搭配 DDM 損傷探測法 3 樓之 WSI 值為 0.013，1 樓之 WSI 值為 0.145，皆落在PDD指標內，故研判結構應於 1 樓與 3 樓發生破 壞﹙1 樓誤判為破壞樓層﹚。
以 SSI 識別法搭配 DDM 損傷探測法，各樓層之 WSI 值皆無落在PDD 指標內，故研判結構無破壞﹙3 樓誤判為健康﹚。但 3 樓之 WSI 值為 0.225，
非常接近PDD指標之破壞門檻。
CASE A4 (4 樓受損)：
各損傷識別分析之 WSI 值歸納於表 4.11 及圖 4.29。
以 SRIM 識別法搭配 DLV 之損傷探測，4 樓之 WSI 值為 0.004，落在 PD指標內，故研判結構應於 4 樓發生破壞，與實際之破壞位置相符。
以 SSI 識別法搭配 DLV 之損傷探測， 4 樓之 WSI 值為 0.010，1 樓之 WSI 值為 0.018，故研判破壞樓層應為 1 樓及 4 樓﹙1 樓誤判為破壞樓層﹚。
以 SRIM 識別法搭配 DDM 損傷探測法，各樓層之 WSI 值皆無落在PDD 指標內，故研判結構無破壞﹙4 樓誤判為健康﹚。其 4 樓之 WSI 值為 0.289，
雖未達PDD指標之破壞門檻，但在各樓層 WSI 值中最接近PDD指標破壞門 檻。
以 SSI 識別法搭配 DDM 損傷探測法，4 樓之 WSI 值為 0.062，落在PDD 指標內，故研判結構應於 4 樓發生破壞，與實際之破壞位置相符。
CASE A5 (5 樓受損)：
各損傷識別分析之 WSI 值歸納於表 4.11 及圖 4.30。
以 SRIM 識別法搭配 DLV 之損傷探測，5 樓之 WSI 值為 0.010，落在 PD指標內，故研判結構應於 5 樓發生破壞，與實際之破壞位置相符。
以 SSI 識別法搭配 DLV 之損傷探測， 5 樓之 WSI 值為 0.023，1 樓之 WSI 值為 0.024，故研判破壞樓層應為 1 樓及 5 樓﹙1 樓誤判為破壞樓層﹚。
以 SRIM 識別法搭配 DDM 損傷探測法，各樓層之 WSI 值皆無落在PDD 指標內，故研判結構無破壞﹙4 樓誤判為健康﹚。其 4 樓之 WSI 值為 0.284，
雖未達PDD指標之破壞門檻，但仍是各樓層 WSI 值中最接近PDD指標破壞 門檻的。
以 SSI 識別法搭配 DDM 損傷探測法，5 樓之 WSI 值為 0.173，落在PDD 指標內，故研判結構應於 5 樓發生破壞，與實際之破壞位置相符。
CASE A13 (1 及 3 樓受損)：
各損傷識別分析之 WSI 值歸納於表 4.11 及圖 4.31。
以 SRIM 識別法搭配 DLV 之損傷探測，1 樓之 WSI 值為 0.009，2 樓 之 WSI 值為 0.004，3 樓之 WSI 值為 0.005，皆落在PD指標內，故研判結
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構應於 1 樓、2 樓及 3 樓發生破壞﹙2 樓誤判為破壞樓層﹚。
以 SSI 識別法搭配 DLV 之損傷探測，1 樓之 WSI 值為 0.008，2 樓之 WSI 值為 0.179，3 樓之 WSI 值為 0.013，故研判結構為 1 樓、2 樓及 3 樓，
故研判結構應於 1 樓、2 樓及 3 樓發生破壞﹙2 樓誤判為破壞樓層﹚。
以 SRIM 識別法搭配 DDM 損傷探測法，各樓層之 WSI 值皆無落在PDD 指標內，故研判結構無破壞﹙1 樓與 3 樓誤判為健康﹚。但 1 樓與 3 樓之 WSI 值雖未達PDD指標破壞之標準，但仍為最低。
以 SSI 識別法搭配 DDM 損傷探測法，1 樓之 WSI 值為 0.053，3 樓之 WSI 值為 0.091，皆落在PDD指標內，故研判破壞樓層應為 1 樓及 3 樓，
與實際之破壞位置相符。
CASE A15 (1 及 5 樓受損)：
各損傷識別分析之 WSI 值歸納於表 4.11 及圖 4.32。
以 SRIM 識別法搭配 DLV 之損傷探測，1 樓之 WSI 值為 0.005，5 樓 之 WSI 值為 0.012，皆落在PD指標內，故研判結構應於 1 樓與 5 樓發生破 壞，與實際之破壞位置相符。
以 SSI 識別法搭配 DLV 之損傷探測， 1 樓之 WSI 值為 0.003，5 樓之 WSI 值為 0.009，故研判結構為 1 樓及 5 樓，與實際之破壞位置相符。
以 SRIM 識別法搭配 DDM 損傷探測法，各樓層之 WSI 值皆無落在PDD 指標內，故研判結構無破壞﹙1 樓與 5 樓誤判為健康﹚。但 1 樓與 5 樓之 WSI 值雖未達PDD指標破壞之標準，但仍為最低。
以 SSI 識別法搭配 DDM 損傷探測法，5 樓之 WSI 值為 0.202，落在PDD 指標內，故研判破壞樓層應為 5 樓﹙1 樓為誤判健康﹚。
CASE A135 (1、3 及 5 樓受損)：
各損傷識別分析之 WSI 值歸納於表 4.11 及圖 4.33。
以 SRIM 識別法搭配 DLV 之損傷探測，1 樓之 WSI 值為 0.009，落在 PD指標內，故研判破壞樓層應應於 1 樓﹙3 樓與 5 樓誤判為健康﹚。
以 SSI 識別法搭配 DLV 之損傷探測， 1 樓之 WSI 值為 0.053，2 樓之 WSI 值為 0.042，3 樓之 WSI 值為 0.096，5 樓之 WSI 值為 0.123，皆落在PD 指標內，故研判破壞樓層應為 1 樓、2 樓、3 樓及 5 樓﹙2 樓誤判為破壞樓 層﹚。
以 SRIM 識別法搭配 DDM 損傷探測法，2 樓之 WSI 值為 0.105，3 樓 之 WSI 值為 0.187，皆落在PDD指標內，故研判破壞樓層應為 2 樓及 3 樓
﹙1 樓與 5 樓誤判為健康、2 樓誤判為破壞樓層﹚。
以 SSI 識別法搭配 DDM 損傷探測法，1 樓之 WSI 值為 0.053，2 樓之 WSI 值為 0.091，皆落在PDD指標內，故研判破壞樓層應為 1 樓及 3 樓﹙5 樓誤判為健康﹚。
B. El Centro 地震歷時
健康結構之反應歷時如圖 4.34 所示， ETABS 特徵分析所得之模態如 圖 4.35(a)所示，SSI 分析之模態如圖 4.35(b)所示，SRIM 分析之模態如圖 4.35(c)所示。結構參數識別結果歸納於表 4.12。
健康結構之反應歷時如圖 4.34 所示， ETABS 特徵分析所得之模態如 圖 4.35(a)所示，SSI 分析之模態如圖 4.35(b)所示，SRIM 分析之模態如圖 4.35(c)所示。結構參數識別結果歸納於表 4.12。