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
4.5 小結
根據 4.3 及 4.4 節之地震模擬試驗與損傷探測分析結果顯示，在完全 觀測條件下，無論輸入擾動為 White Noise 或 El Centro 地震歷時，以 DLV 為損傷探測方法時，幾乎都能正確定位出結構之受損樓層，其中以結合 SRIM 進行系統識別之結果較採用 SSI 時為佳。當以 SSI 進行系統識別結 合 DLV 進行損傷探測時， 無論哪一層樓受損，一樓皆會判定為受損。其 可能原因為輸入震波並非穩態隨機過程，與 SSI 理論考慮輸入擾動具高斯 特性﹙Gaussian﹚之基本假設相抵觸所致。儘管本系列振動台試驗考慮了 White Noise 之輸入震波，惟地震模擬振動台並未忠實呈現輸入擾動訊號之 特性，圖 4.75~圖 4.78 之震波歷時呈非穩態﹙Non-Stationary﹚特性，且其 對應之頻譜圖﹙圖 4.78﹚並未反映出白噪音之特性，故造成 SSI 系統識別 結果之誤差。
DDM 損傷探測須找出比例柔度矩陣，其精確性高度依賴模態正交性 之良窳。由於根據實測地震反應識別所得之模態正交性未臻理想﹙尤其是 高頻振態﹚，因而造成損傷探測之不精確性。單一樓層破壞時，SRIM+DDM 與 SSI+DDM 之損傷探測成功率較高；複數樓層破壞時，DDM 幾乎無法成 功判斷破壞樓層，無論結合哪一種識別方法。
在不足觀測的條件下，僅以 SRIM 或 SSI 結合 DLV 法進行分析。在單 一樓層破壞之情況，兩種方法幾乎皆能成功判斷出破壞樓層，除了於 1 樓 或 5 樓﹙頂樓﹚未作觀測時可能發生誤判的情形之外；在複數樓層破壞時，
其鑑別率皆較差，其中當 1、3 及 5 樓同時破壞時，幾乎完全無法判斷出 受損樓層。
表 4. 1 鋼結構模型之參數
長度(m) 2
寬度(m) 2
2~5 樓高度(m) 1.3 1 樓高度(m) 1.5 五樓質量(kg-sec2/m) 82.97 四樓質量(kg-sec2/m) 85.36 三樓質量(kg-sec2/m) 85.36 二樓質量(kg-sec2/m) 85.36 一樓質量(kg-sec2/m) 85.73
柱之斷面尺寸(mm) 100×50×5×7 大樑之斷面尺寸(mm) 100×50×5×7 小樑之斷面尺寸(mm) 100×50×5×7
柱之斷面積(m2) 0.0011 大樑之斷面積(m2) 0.0011 小樑之斷面積(m2) 0.0011
145
表 4. 2 (a) 健康結構系統識別之結構參數 (SRIM 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，未受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 4.72 21.01 29.02 N/A N/A
Damping Ratio (%) 0.51 0.14 2.17 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A N/A 0.84 0.23 -0.84
0.60 -0.60 -1.05 0.39 -1.00 0.33 0.20 -0.80 1.06
表 4.2 (b) 健康結構系統識別之結構參數 (SSI 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，未受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 4.97 20.57 29.89 N/A N/A
Damping Ratio (%) 10.45 2.29 27.54 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A 0.83 0.29 -2.48
0.61 -0.57 -1.57 N/A 0.41 -1.02 2.34
0.24 -0.91 4.59
表 4. 3 (a) CASE A1 系統識別之結構參數 (SRIM 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，一樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 1.94 11.95 29.42 62.00 N/A
Damping Ratio (%) 0.28 0.21 0.48 0.11 N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00 1.00
N/A 0.97 0.50 -0.65 -1.49
0.93 0.05 -1.06 -0.34 0.89 -0.56 -0.57 2.17 0.84 -0.96 1.24 -1.18
表 4. 3 (b) CASE A1 系統識別之結構參數 (SSI 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，一樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 1.86 11.19 34.11 N/A N/A
Damping Ratio (%) 0.77 5.77 10.91 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A 0.97 0.51 -0.68
0.93 -0.05 -1.10 N/A 0.90 -0.53 0.24
0.85 -0.94 1.24
147
表 4. 4 (a) CASE A2 系統識別之結構參數 (SRIM 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，二樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 2.60 14.46 23.65 N/A N/A
Damping Ratio (%) 0.26 0.43 0.17 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A N/A 0.94 0.28 0.39
0.83 -0.43 -0.37 0.77 -0.98 -0.74 0.07 0.37 -2.27
表 4. 4 (b) CASE A2 系統識別之結構參數 (SSI 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，二樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 2.41 13.39 31.89 N/A N/A
Damping Ratio (%) 4.12 8.94 9.36 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A 0.95 0.31 0.26
0.90 -0.41 -0.66 N/A 0.84 -0.99 -0.72
-0.21 1.20 -3.20
表 4. 5 (a) CASE A3 系統識別之結構參數 (SRIM 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，三樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 2.90 13.62 22.22 N/A N/A
Damping Ratio (%) 0.22 0.45 0.21 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A 1.00 -0.02 -0.49
0.93 -0.92 -1.71 N/A 0.99 -0.36 4.02
0.91 -0.35 2.36
表 4. 5 (b) CASE A3 系統識別之結構參數 (SSI 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，三樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 2.74 13.41 N/A N/A N/A
Damping Ratio (%) 4.23 9.43 N/A N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00
N/A 0.94 0.02
0.87 -0.89 N/A N/A -0.27 -0.41
-0.20 -0.33
149
表 4. 6 (a) CASE A4 系統識別之結構參數 (SRIM 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，四樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 3.39 10.31 15.50 27.08 N/A
Damping Ratio (%) 0.32 0.23 0.93 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00 1.00
N/A 0.93 1.87 -0.61 -0.96
0.25 -5.03 -0.67 0.58 0.17 -3.78 0.16 -0.50 0.09 -2.09 1.04 -1.13
表 4. 6 (b) CASE A4 系統識別之結構參數 (SSI 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，四樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 3.84 8.55 N/A N/A N/A
Damping Ratio (%) 4.00 26.42 N/A N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00
N/A 0.55 -0.81
0.45 -0.73 N/A N/A -0.35 -0.60
-0.25 -0.42
表 4. 7 (a) CASE A5 系統識別之結構參數 (SRIM 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，五樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 4.15 8.92 24.88 N/A N/A
Damping Ratio (%) 0.53 0.50 0.51 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A 0.47 -0.91 -11.13
0.33 -0.74 0.44 N/A 0.22 -0.53 9.74
0.12 -0.29 10.87
表 4. 7 (b) CASE A5 系統識別之結構參數 (SSI 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，五樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 4.22 8.57 23.29 N/A N/A
Damping Ratio (%) 6.10 5.38 6.89 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A 0.48 -0.79 -7.89
-0.35 -0.67 -1.71 N/A -0.24 -0.52 6.71
-0.15 -0.34 8.82
151
表 4. 8 (a) CASE A13 系統識別之結構參數
(SRIM 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，一樓及三樓受損) Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 1.77 5.93 18.56 29.59 N/A
Damping Ratio (%) 0.20 0.19 0.63 0.26 N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00 1.00
N/A 0.97 0.87 -0.04 -0.11
0.94 0.69 -0.98 -0.86 0.67 -1.85 0.41 -1.28 0.63 -1.94 -0.18 1.19
表 4. 8 (b) CASE A13 系統識別之結構參數
(SSI 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，一樓及三樓受損) Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 1.71 5.86 20.57 N/A N/A
Damping Ratio (%) 1.30 8.41 18.16 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A 0.98 0.87 -0.07
0.94 0.70 -0.91 N/A 0.69 -1.83 0.35
0.65 -1.91 -0.24
表 4. 9 (a) CASE A15 系統識別之結構參數 (SRIM 系統識別，PGA=0.1g，一樓及五樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 1.93 6.57 15.47 N/A 65.25
Damping Ratio (%) 0.23 0.57 0.09 N/A 0.00
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00 1.00 0.88 -0.17 -4.11 -15.90 0.84 -0.26 -1.57 N/A 37.51 0.80 -0.33 1.22 -41.02 0.76 -0.38 3.59 14.73
表 4. 9 (b) CASE A15 系統識別之結構參數 (SSI 系統識別，PGA=0.1g，一樓及五樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 1.84 6.74 18.45 N/A 61.89
Damping Ratio (%) 3.79 15.03 29.30 N/A 11.66
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00 1.00 0.89 -0.34 -6.52 -14.03 0.85 -0.39 -3.02 N/A 33.30 0.82 -0.44 3.55 -39.93 0.78 -0.49 7.59 16.10
153
表 4. 10 (a) CASE A135 系統識別之結構參數
(SRIM 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，一樓、三樓及五樓受損) Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 1.75 5.48 8.23 N/A N/A
Damping Ratio (%) 0.22 0.17 0.14 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.12
0.91 N/A N/A N/A N/A 0.63
0.59
表 4. 10 (b) CASE A135 系統識別之結構參數
(SSI 系統識別，White Noise，PGA=0.1g，一樓、三樓及五樓受損) Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 1.71 4.89 8.49 N/A N/A
Damping Ratio (%) 4.90 15.84 16.85 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00 0.90 0.17 -0.77
0.87 0.08 -0.80 N/A N/A 0.34 -0.56 0.22
0.58 -1.00 0.38
表 4. 11 結構損傷探測分析之結果 (White Noise，PGA=0.1g) Algorithm：SRIM+DLV
Story Damaged Story
1F 2F 3F 4F 5F 1F3F 1F5F 1F3F5F 5F 0.779 0.988 1.000 0.254 0.010 1.000 0.012 1.000*
4F 1.000 0.805 0.915 0.004 0.272 0.269 0.529 0.719 3F 0.440 0.743 0.018 0.239 0.716 0.005 0.296 0.285*
2F 0.018* 0.018 0.754 1.000 1.000 0.004* 1.000 0.292 1F 0.006 1.000 0.368 0.209 0.501 0.009 0.005 0.009
Algorithm：SSI+DLV
Story Damaged Story
1F 2F 3F 4F 5F 1F3F 1F5F 1F3F5F 5F 1.000 1.000 0.733 1.000 0.023 1.000 0.009 0.123 4F 0.742 0.652 1.000 0.010 0.266 0.621 0.325 1.000 3F 0.263 0.202 0.010 0.419 0.243 0.013 0.191 0.096 2F 0.062* 0.004 0.658 0.272 1.000 0.179* 1.000 0.042*
1F 0.004 0.007* 0.024* 0.018* 0.024* 0.008 0.003 0.053 Algorithm：SRIM+DDM
Story Damaged Story
1F 2F 3F 4F 5F 1F3F 1F5F 1F3F5F 5F 0.850 0.319 1.000 0.470 0.284* 0.794 0.266* 0.946*
4F 1.000 0.176* 0.598 0.289* 0.953 1.000 0.784 1.000 3F 0.410 1.000 0.013 1.000 0.861 0.329* 0.535 0.187 2F 0.461 0.061 0.713 0.590 1.000 0.563 1.000 0.105*
1F 0.150 0.904 0.145* 0.819 0.542 0.245* 0.302* 0.247 Algorithm：SSI+DDM
Story Damaged Story
1F 2F 3F 4F 5F 1F3F 1F5F 1F3F5F 5F 0.574 1.000 0.674 0.903 0.173 0.575 0.202 0.575*
4F 1.000 0.578 1.000 0.062 0.577 1.000 0.667 1.000 3F 0.123* 0.904 0.225* 1.000 0.430 0.091 0.507 0.091 2F 0.246 0.161 0.643 0.745 1.000 0.221 1.000 0.221 1F 0.054 0.887 0.343 0.319 0.380 0.053 0.392* 0.053 灰階網底為受損樓層；*為誤判或勉強判定(接近但未達WSI 0 WSI.2 max之標 準)
155
表 4. 12 (a) 健康結構系統識別之結構參數 (SRIM 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，未受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 4.68 20.61 32.31 N/A N/A
Damping Ratio (%) 1.43 0.22 0.73 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A N/A 0.84 0.23 -1.16
0.65 -0.58 -1.00 0.47 -1.02 0.62 0.27 -0.84 1.76
表 4. 12 (b) 健康結構系統識別之結構參數 (SSI 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，未受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 3.33 21.93 38.63 N/A N/A
Damping Ratio (%) 35.40 5.31 25.34 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A 0.92 0.19 -1.67
0.84 -0.63 -0.23 N/A 0.77 -0.97 1.22
0.69 -0.70 1.42
表 4. 13(a) CASE B1 系統識別之結構參數 (SRIM 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，一樓受損
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 1.95 11.35 31.27 N/A N/A
Damping Ratio (%) 0.27 0.24 0.79 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A N/A 0.97 0.50 -2.50
0.93 -0.05 -1.06 0.89 -0.56 1.46 0.84 -0.96 2.46
表 4. 13 (b) CASE B1 系統識別之結構參數 (SSI 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，一樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 1.93 11.52 33.67 N/A N/A
Damping Ratio (%) 0.66 5.74 17.31 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A N/A 0.97 0.47 -2.80
0.93 -0.08 -3.47 0.89 -0.60 -1.55 0.84 -0.98 2.09
157
表 4. 14 (a) CASE B2 系統識別之結構參數 (SRIM 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，二樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 2.57 14.54 22.45 N/A N/A
Damping Ratio (%) 0.35 0.58 0.17 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A N/A 0.95 0.29 0.38
0.88 -0.44 -0.40 0.82 -1.02 -0.80 0.09 0.59 -2.46
表 4. 14 (b) CASE B2 系統識別之結構參數 (SSI 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，二樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 2.55 19.86 23.41 N/A N/A
Damping Ratio (%) 1.11 14.70 24.89 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A N/A 0.95 0.31 0.27
0.88 -0.44 -0.40 0.82 -1.00 -0.83 0.11 0.25 -1.82
表 4. 15 (a) CASE B3 系統識別之結構參數 (SRIM 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，三樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 2.88 13.03 22.22 45.57 N/A
Damping Ratio (%) 0.26 0.35 0.28 0.51 N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00 1.00
N/A 0.94 -0.66 -0.02 -1.90
0.86 -2.10 -0.90 0.86 0.18 6.28 -0.31 -0.12 0.10 4.11 -0.31 -0.23
表 4. 15 (b) CASE B3 系統識別之結構參數 (SSI 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，三樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 2.85 12.78 22.04 N/A N/A
Damping Ratio (%) 3.10 13.27 6.95 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A 0.94 -0.01 -0.56
0.87 -0.89 -1.80 N/A 0.22 -0.37 6.07
0.14 -0.33 4.02
159
表 4. 16 (a) CASE B4 系統識別之結構參數 (SRIM 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，四樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 3.36 10.01 N/A 27.65 N/A
Damping Ratio (%) 0.37 0.33 N/A 0.17 N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A 0.93 1.62 -0.93
0.28 -4.91 N/A 0.72 0.19 -3.88 -0.43 0.11 -2.36 -1.10
表 4. 16 (b) CASE B4 系統識別之結構參數 (SSI 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，四樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 3.61 7.32 N/A N/A N/A
Damping Ratio (%) 1.54 27.91 N/A N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00
N/A 0.55 -0.81
0.45 -0.73 N/A N/A -0.35 -0.60
-0.25 -0.42
表 4. 17 (a) CASE B5 系統識別之結構參數 (SRIM 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，五樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 4.13 8.79 24.63 30.43 N/A
Damping Ratio (%) 0.65 0.13 0.05 0.73 N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00 1.00
N/A 0.48 -0.90 -14.84 -12.58
0.36 -0.78 0.26 7.82 0.26 -0.59 12.57 10.92 0.15 -0.35 14.68 -6.67
表 4. 17 (b) CASE B5 系統識別之結構參數 (SSI 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，五樓受損
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 3.89 8.59 26.92 N/A N/A
Damping Ratio (%) 5.31 4.63 18.93 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A 0.48 -0.79 -7.89
-0.35 -0.67 -1.71 N/A -0.24 -0.52 6.71
-0.15 -0.34 8.82
161
表 4. 18(a) CASE B13 系統識別之結構參數
(SRIM 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，一樓及三樓受損) Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 1.77 5.93 18.60 29.58 N/A
Damping Ratio (%) 0.23 0.18 0.73 2.71 N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00 1.00
N/A 0.97 0.87 -0.04 -1.40
0.94 0.69 -0.97 -0.61 0.67 -1.85 0.40 -30.81 0.63 -1.94 -0.18 18.04
表 4. 18 (b) CASE B13 系統識別之結構參數 (SSI 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，一樓及三樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 1.77 6.13 18.77 N/A N/A
Damping Ratio (%) 2.31 5.70 7.89 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A 0.98 0.86 -0.03
0.94 0.68 -0.95 N/A 0.67 -2.02 0.49
0.63 -2.10 -0.05
表 4. 19 (a) CASE B15 系統識別之結構參數 (SRIM 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，一樓及五樓受損)
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 1.93 6.57 15.55 N/A N/A
Damping Ratio (%) 0.31 0.49 0.55 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A 0.88 -0.17 -4.21
0.84 -0.26 -1.59 N/A 0.80 -0.33 1.23
0.76 -0.38 3.63
表 4. 19 (b) CASE B15 系統識別之結構參數 (SSI 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，一樓及五樓受損
Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 1.92 6.37 16.55 N/A N/A
Damping Ratio (%) 1.05 8.38 4.45 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A 0.88 -0.23 -3.16
0.84 -0.30 -1.00 N/A 0.81 -0.44 1.35
0.76 -0.36 3.42
163
表 4. 20 (a) CASE B135 系統識別之結構參數
(SRIM 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，一樓、三樓及五樓受損) Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 1.76 5.49 8.24 59.15 N/A
Damping Ratio (%) 0.19 0.14 0.13 0.66 N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00 1.00
N/A 0.90 0.17 -0.77 -5.73
0.87 0.08 -0.80 5.58 0.34 -0.56 0.21 9.53 0.58 -1.00 0.38 -11.99
表 4. 20 (b) CASE B135 系統識別之結構參數
(SSI 系統識別，El Centro，PGA=0.1g，一樓、三樓及五樓受損) Modal Parameters
Mode 1 2 3 4 5
Frequency (Hz) 5.01 5.45 8.20 N/A N/A
Damping Ratio (%) 10.77 0.72 5.88 N/A N/A
Mode Shapes
1.00 1.00 1.00
N/A 0.99 -0.29 -0.76
1.27 -0.21 -0.79 N/A 1.15 -0.56 0.20
2.06 -1.00 0.35
表 4. 21 結構損傷探測分析之結果 Algorithm：SRIM+DLV
Story Damaged Story
1F 2F 3F 4F 5F 1F3F 1F5F 1F3F5F 5F 1.000 1.000 1.000 0.567 0.002 1.000 0.179 0.195 4F 0.707 0.020* 0.102* 0.001 0.011* 0.974 1.000 0.455 3F 0.248 0.808 0.005 1.000 0.388 0.005 0.640 0.037 2F 0.078* 0.002 0.867 0.296 1.000 0.051* 0.228 1.000 1F 0.021 0.267 0.251 0.435 0.710 0.007 0.008 0.032
Algorithm：SSI+DLV
Story Damaged Story
1F 2F 3F 4F 5F 1F3F 1F5F 1F3F5F 5F 0.232 0.845 1.000 1.000 0.010 0.789 0.090 0.038 4F 0.764 0.289 0.128* 0.011 0.462 1.000 0.556 1.000 3F 1.000 1.000 0.011 0.906 1.000 0.043 1.000 0.049 2F 0.280 0.006 0.131* 0.457 0.594 0.057* 0.386 0.261 1F 0.035 0.002* 0.023* 0.022* 0.001* 0.019 0.034 0.113
Algorithm：SRIM+DDM
Story Damaged Story
1F 2F 3F 4F 5F 1F3F 1F5F 1F3F5F 5F 1.000 1.000 1.000 0.914 0.036 0.895 0.120 0.271*
4F 0.923 0.441 0.691 0.057 0.253 1.000 1.000 1.000 3F 0.365 0.434 0.261* 1.000 0.689 0.138 0.506 0.076 2F 0.282 0.013 0.673 0.401 1.000 0.310 0.351 0.560 1F 0.179 0.167* 0.460 0.248 0.162* 0.236* 0.220 0.195
Algorithm：SSI+DDM
Story Damaged Story
1F 2F 3F 4F 5F 1F3F 1F5F 1F3F5F 5F 0.148* 0.992 1.000 0.942 0.004 0.788 0.037 0.284*
4F 0.651 0.309 0.205 0.120 1.000 1.000 0.487 1.000 3F 1.000 1.000 0.021 1.000 0.982 0.053 1.000 0.020 2F 0.334 0.129 0.384 0.270 0.661 0.285 0.458 0.461 1F 0.116 0.286 0.224 0.150* 0.380 0.246* 0.115 0.185 灰階網底為受損樓層；*為誤判或勉強判定(接近但未達WSI 0 WSI.2 max之標 準)
165
表 4. 22 結構損傷探測分析之結果 PGA=0.1g
Algoritnm SRIM+DLV SSI+DLV SRIM+DDM SSI+DDM
CASE
A1 Fair Fair Good Fair
A2 Good Fair Fair Good
A3 Good Fair Fair Fail
A4 Good Fair Poor Good
A5 Good Fair Poor Good
A13 Fair Good Fail Good A15 Good Good Fail Poor A135 Fail Fair Fail Poor B1 Fair Good Good Fair
B2 Fair Fair Fair Good
B3 Fair Poor Fail Good
B4 Good Fair Good Fair
B5 Fair Fair Fair Good
B13 Fair Fair Poor Poor B15 Good Good Good Good B135 Good Good Poor Poor
Good：表示受損樓層成功識別出來，且無誤判之情況。
Fair：表示受損樓層成功識別出來，但有一個未受損樓層誤判為受損。
Poor：表示受損樓層成功識別出來，但有多個未受損樓層誤判為受損；
或多重受損案例，有一個受損樓層未成功識別出來。
Fail：表示完全未能識別出受損樓層。
表 4. 23 CASE C1 結構損傷探測分析之結果 (White Noise，1 樓受損，部分觀測)
Algorithm：SRIM+DLV
5F N 1.000 1.000 1.000 N N 1.000 0.867
4F 1.000 N 0.210 0.171 N 1.000 N N
3F 0.757 0.573 N 0.021* 0.699 N N 1.000 2F 0.166* 0.004* 0.024* N 1.000 0.152* 0.458 N 1F 0.269* 0.007 0.005 0.006 0.115 0.124 0.051 0.189 Performance Fail Fair Fair Fair Good Fair Good Good
Algorithm：SSI+DLV
5F N 0.755 0.168 0.947 N N 0.195 1.000
4F 0.718 N 0.031* 1.000 N 0.540 N N
3F 1.000 0.605 N 0.511 0.231 N N 0.399
2F 0.827 1.000 1.000 N 1.000 1.000 1.000 N 1F 0.006 0.007 0.038 0.001 0.062 0.029 0.006 0.011 Performance Good Good Fair Good Good Good Good Good
*為誤判樓層；N 為未觀測樓層
Good：表示受損樓層成功識別出來，且無誤判之情況。
Fair：表示受損樓層成功識別出來，但有一個未受損樓層誤判為受損。
Poor：表示受損樓層成功識別出來，但有多個未受損樓層誤判為受損；
或多重受損案例，有一個受損樓層未成功識別出來。
Fail：表示完全未能識別出受損樓層。
167
表 4. 24 CASE C2 結構損傷探測分析之結果 (White Noise，2 樓受損，部分觀測)
Algorithm：SRIM+DLV
5F N 1.000 1.000 1.000 N N 1.000 N 4F 1.000 N 0.572 0.687 N 1.000 N 1.000 3F 0.331 0.092* N 0.297 1.000 N N 0.419 2F 0.014 0.033 0.009 0.001 0.024 0.002 0.003 0.029 1F 0.690 0.597 0.170* N 0.693 0.348 0.492 N Performance Good Fair Fair Good Good Good Good Good
Algorithm：SSI+DLV
5F N 1.000 0.724 0.795 N N 1.000 N 4F 1.000 N 1.000 1.000 N 1.000 N 0.510 3F 0.844 0.783 N 0.401 1.000 N N 1.000 2F 0.072 0.053 0.088 0.010 0.071 0.018 0.008 0.005 1F 0.234 0.083* 0.005* N 0.045* 0.102 0.081* N Performance Good Fair Fair Good Fair Good Fair Good
*為誤判樓層；N 為未觀測樓層
Good：表示受損樓層成功識別出來，且無誤判之情況。
Fair：表示受損樓層成功識別出來，但有一個未受損樓層誤判為受損。
Poor：表示受損樓層成功識別出來，但有多個未受損樓層誤判為受損；
或多重受損案例，有一個受損樓層未成功識別出來。
Fail：表示完全未能識別出受損樓層。
表 4. 25 CASE C3 結構損傷探測分析之結果 (White Noise，3 樓受損，部分觀測)
Algorithm：SRIM+DLV
5F N 0.961 0.179* 1.000 N N 1.000 N 4F 1.000 N 1.000 0.348 N 1.000 N 1.000 3F 0.007 0.002 0.111 0.090 0.047 0.009 0.002 0.006 2F 0.878 1.000 N 0.266 1.000 N N 0.413 1F 0.441 0.512 0.289 N 0.106* 0.398 0.497 N Performance Good Good Fair Good Fair Good Good Good
Algorithm：SSI+DLV
5F N 1.000 1.000 0.946 N N 1.000 N 4F 1.000 N 0.870 1.000 N 1.000 N 1.000 3F 0.007 0.011 0.078 0.002 0.234 0.079 0.204 0.005 2F 0.773 0.478 N 0.040* 1.000 N N 0.154*
1F 0.225 0.048* 0.246 N 0.023* 0.100* 0.001* N Performance Good Fair Good Fair Fair Fair Fair Fair
*為誤判樓層；N 為未觀測樓層
Good：表示受損樓層成功識別出來，且無誤判之情況。
Fair：表示受損樓層成功識別出來，但有一個未受損樓層誤判為受損。
Poor：表示受損樓層成功識別出來，但有多個未受損樓層誤判為受損；
或多重受損案例，有一個受損樓層未成功識別出來。
Fail：表示完全未能識別出受損樓層。
169
表 4. 26 CASE C4 結構損傷探測分析之結果 (White Noise，4 樓受損，部分觀測)
Algorithm：SRIM+DLV
5F N 1.000 1.000 1.000 N 1.000 N N 4F 0.136 0.007 0.000 0.000 0.046 0.003 0.057 0.071 3F 0.122* N 0.143* 0.250 N N 1.000 1.000 2F 1.000 0.461 N 0.255 1.000 N N 0.894 1F 0.124* 0.105* 0.219 N 0.051* 0.104* 0.919 N Performance Poor Fair Fair Good Fair Fair Good Good
Algorithm：SSI+DLV
5F N 0.826 0.310 0.363 N 1.000 N N 4F 0.172* 0.027 0.001 0.001 0.053 0.028 0.036 0.040 3F 0.883 N 1.000 1.000 N N 1.000 1.000 2F 1.000 1.000 N 0.070* 1.000 N N 0.094*
1F 0.092* 0.058* 0.113* N 0.047* 0.005* 0.216 N Performance Fair Fair Fair Fair Fair Fair Good Fair
*為誤判樓層；N 為未觀測樓層
Good：表示受損樓層成功識別出來，且無誤判之情況。
Fair：表示受損樓層成功識別出來，但有一個未受損樓層誤判為受損。
Poor：表示受損樓層成功識別出來，但有多個未受損樓層誤判為受損；
或多重受損案例，有一個受損樓層未成功識別出來。
Fail：表示完全未能識別出受損樓層。
表 4. 27 CASE C5 結構損傷探測分析之結果 (White Noise，5 樓受損，部分觀測)
Algorithm：SRIM+DLV
5F 0.018 0.015 0.017 0.002 0.037 0.025 0.056 0.156
4F N 1.000 1.000 1.000 N N 1.000 N
3F 0.919 N 0.315 0.471 1.000 N N 1.000 2F 1.000 0.969 N 0.840 N 1.000 N 0.666 1F 0.768 0.437 0.125* N 0.876 0.020* 0.518 N Performance Good Good Fair Good Good Fair Good Good
Algorithm：SSI+DLV
5F 0.117 0.242* 0.008 0.167* 0.111 0.047 0.125 0.140
4F N 1.000 0.600 0.624 N N 1.000 N
3F 1.000 N 1.000 1.000 1.000 N N 0.450 2F 0.946 0.792 N 0.290 N 1.000 N 1.000 1F 0.098* 0.264 0.466 N 0.170* 0.101* 0.050* N Performance Fair Fail Good Good Fair Fair Fair Good
*為誤判樓層；N 為未觀測樓層
Good：表示受損樓層成功識別出來，且無誤判之情況。
Fair：表示受損樓層成功識別出來，但有一個未受損樓層誤判為受損。
Poor：表示受損樓層成功識別出來，但有多個未受損樓層誤判為受損；
或多重受損案例，有一個受損樓層未成功識別出來。
Fail：表示完全未能識別出受損樓層。
171
表 4. 28 CASE C13 結構損傷探測分析之結果 (White Noise，1 樓及 3 樓受損，部分觀測)
Algorithm：SRIM+DLV
5F N 1.000 1.000 N 1.000 N
4F 1.000 N 0.068* N N 1.000
3F 0.151 0.122 0.063 0.041 0.381* 0.259*
2F 0.502 0.619 N 1.000 N N
1F 0.167 0.172 0.044 0.015 0.160 0.159*
Performance Good Good Fair Good Poor Poor Algorithm：SSI+DLV
5F N 1.000 1.000 N 1.000 N
4F 1.000 N 0.810 N N 1.000
3F 0.163 0.026 0.227* 0.059 0.130 0.042
2F 0.682 0.506 N 1.000 N N
1F 0.160 0.029 0.090 0.037 0.034 0.045
Performance Good Good Poor Good Good Good
*為誤判樓層；N 為未觀測樓層
Good：表示受損樓層成功識別出來，且無誤判之情況。
Fair：表示受損樓層成功識別出來，但有一個未受損樓層誤判為受損。
Poor：表示受損樓層成功識別出來，但有多個未受損樓層誤判為受損；
或多重受損案例，有一個受損樓層未成功識別出來。
Fail：表示完全未能識別出受損樓層。
表 4. 29 CASE C15 結構損傷探測分析之結果 (White Noise，1 樓及 5 樓受損，部分觀測)
Algorithm：SRIM+DLV
5F 0.133 0.109 0.077 0.243* 1.000* 0.056
4F N 0.042* 1.000 N N 1.000
3F 0.036* N 0.451 N 0.462 N
2F 1.000 1.000 N 1.000 N N
1F 0.019 0.015 0.006 0.010 0.084 0.518*
Performance Fair Fair Good Poor Poor Poor Algorithm：SSI+DLV
5F 0.044 0.498* 0.027 0.185 0.818* 0.476*
4F N 1.000 0.552 N N 1.000
3F 1.000 N 1.000 N 1.000 N
2F 0.478 0.976 N 1.000 N N
1F 0.009 0.041 0.045 0.026 0.122 0.042
Performance Good Poor Good Good Poor Poor
*為誤判樓層；N 為未觀測樓層
Good：表示受損樓層成功識別出來，且無誤判之情況。
Fair：表示受損樓層成功識別出來，但有一個未受損樓層誤判為受損。
Poor：表示受損樓層成功識別出來，但有多個未受損樓層誤判為受損；
或多重受損案例，有一個受損樓層未成功識別出來。
Fail：表示完全未能識別出受損樓層。
173
表 4. 30 CASE C135 結構損傷探測分析之結果 (White Noise，1 樓、3 樓及 5 樓受損，部分觀測)
Algorithm：SRIM+DLV
5F 0.078 0.344*
4F N 1.000
3F 0.231* 0.304*
2F 1.000 N
1F 0.256* 0.089
Performance Fail Fail Algorithm：SSI+DLV
5F 0.666* 1.000*
4F N 0.294
3F 0.442* 0.724*
2F 1.000 N
1F 0.054 0.203
Performance Fail Fail *為誤判樓層；N 為未觀測樓層
Good：表示受損樓層成功識別出來，且無誤判之情況。
Fair：表示受損樓層成功識別出來，但有一個未受損樓層誤判為受損。
Poor：表示受損樓層成功識別出來，但有多個未受損樓層誤判為受損；
或多重受損案例，有一個受損樓層未成功識別出來。
Fail：表示完全未能識別出受損樓層。
表 4. 31 結構損傷探測試驗分析結果歸納表(135 樓觀測) Algoritnm SRIM+DLV SSI+DLV
CASE
C1 Good Good C3 Good Fair C5 Good Fair C13 Poor Good C15 Poor Poor
175
圖 4. 1 地震模擬振動台
圖 4. 2 振動台油壓致動器
圖 4. 3 MTS 407 控制器
177
圖 4. 4 1：2 縮尺五層樓鋼構結構立面圖
圖 4. 5 1：2 縮尺五層樓鋼構結構上視圖
圖 4. 6 五層樓鋼結構(未受損)
圖 4. 7 五層樓鋼結構(二樓受損，移除弱軸雙邊斜撐)
179
圖 4. 8 健康結構之各樓層加速度歷時(White Noise，PGA=0.1g)
Mode 1 Mode 2 Mode 3 Mode 4 Mode 5 (a) ETABS 特徵分析
Mode 1 Mode 2 Mode 3 Mode 4(N.G.) Mode 5(N.G.)
(b) SRIM
Mode 1 Mode 2 Mode 3 Mode 4(N.G.) Mode 5(N.G.)
Mode 1 Mode 2 Mode 3 Mode 4(N.G.) Mode 5(N.G.)