第四章 挫屈型消能元件之試驗與分析
4.2 挫屈消能斜撐之耐震性能測試
耐震性能試驗﹙
seismic performance test
﹚係利用振動台模擬真實 地震條件下驗證防震裝置之減震效能。本次耐震性能試驗係將阻尼器 元件安裝於一座1/2
縮尺五層樓鋼結構模型上進行測試，該鋼結構模型 之平面2×2 m
2，樓高6.7m
，重約4.1t
（圖4.78
），相關之結構參數如 表4.20
所示。振 動 感 應 計 之 安 排 以 加 速 規 為 主 ， 共 安 裝
7
個 加 速 規（
CROSSBOW ± 4g
），裝設位置包括振動臺面上、基座以及各樓板中央，用以量測各樓層之加速度反應。
以挫屈元件為核心之斜撐型阻尼器如圖
4.79
所示，每支斜撐於H
型左上端鋼腹版及翼版裝設挫屈消能元件。其局部構造如圖4.80
所示。本次耐震性能測試係考慮將阻尼器裝設於結構模型兩側平行於地 震運動方向之構架各樓層間，共計
10
組阻尼器，如圖4.81
所示。阻尼 器試件係將挫屈型消能元件配置於中心主體的H
型鋼與一端接合之槽 鋼中間所製作完成，阻尼器總長度為2075mm
（1F
）及2000mm
（2F ~ 5F
），極限位移為40mm
，共計使用10
組阻尼器。耐震性能試驗分別以
Hachinohe
與Kobe
兩種地震作為地表擾動，並調整其最大地表加速度以進行一系列之耐震試驗。為了避免無阻尼 器保護之空構架結構於試驗中受損，空構架試驗時僅採用最小的地震
36
強度（
PGA=0.1g
）進行測試，其餘地震強度之空構架試驗結果係依照地震強度之比例放大。加裝阻尼器時之不同強度地震模擬試驗結果則 為實際量測值。
Kobe 地震
在不同地震強度下，各樓層加速度反應峰值歸納於表
4.21
，結果 顯示在不同地震強度下，裝設阻尼器的結構其所有樓層加速度反應皆 有明顯的折減，毫無例外。五樓加速度峰值在PGA
＝0.099g
時減震效 益約19
％，而當增加地震強度時其減震效益仍有不錯的減震效益且有 上升的趨勢。一樓加速度峰值在PGA
＝0.099g
時其減震效益約為44
％，當地震強度提升到
PGA
＝0.576g
時，其減震效益則達到36
％。PGA
＝
0.576g
時各樓層之加速度反應比較如圖4.87
所示，結果顯示加裝阻尼器有顯著的減震效果。加速度反應均方根值（
root-mean-squares, RMS
）的比較結果歸納於表4.22
，其減震效益更為顯著，當PGA
＝0.099g
時，頂樓均方根值之加速度折減高達74
％ ；當地震強度提升時，其減震效益仍達
70
％以上，且隨地震強度的增加減震效益亦有上 升的趨勢。吾人將耐震性能試驗之不同PGA
下各樓層加速度反應比較 列於圖4.82 ~
圖4.87
。Hachinohe 地震
在不同地震強度下，各樓層加速度反應峰值歸納於表
4.23
，結果 顯示在不同地震強度下，裝設阻尼器的結構其所有樓層加速度反應皆 有明顯的折減，毫無例外。五樓加速度峰值在PGA
＝0.092g
時減震效 益約70
％，而當增加地震強度時其減震效益仍有不錯的減震效益，當PGA=0.312g
時，5F
之減震效益則略降至42
％。而一樓加速度峰值在PGA
＝0.092g
時其減震效益約為55
％，而隨著地震強的提升其減震效益仍維持在
20 ∼ 50
％左右。PGA
＝0.312g
時各樓層之加速度反應比較 如圖4.93
所示，結果顯示加裝阻尼器有顯著的減震效果。加速度反應 均方根值（root-mean-squares, RMS
）的比較結果歸納於表4.24
，其減 震效益更為顯著，當PGA
＝0.092g
時，頂樓均方根值之加速度折減高 達85
％；當地震強度提升時，其減震效益則維持在70
％以上，當PGA
＝
0.312g
時，減震效益略降至76
％，而其他樓層之減震效益亦有相同趨勢。吾人將耐震性能試驗之不同
PGA
下各樓層加速度反應比較列於 圖4.88 ~
圖4.93
。38
在文檔中
挫屈型防震消能元件之研發
(頁 62-65)