第五章 結構加裝阻尼器之解析模型
6.2 測試設備與量測系統
結構動力試驗方法中，以振動台最能模擬真實之地動環境。在振 動台試驗中，結構之動力特性可表露無遺，因此也最適合於教學及研 究成果之示範與檢驗。交通大學地震模擬振動台主要整合MTS 動態 油壓致動器(Model 244.23s, 如圖 6.1)及3m×3m的不銹鋼桌台 (圖 6.2)。致動器活塞面積為 89 cm2，在210 kg/cm2的工作壓力下，出力 可達 15tf。根據 MTS 油壓致動器之規格，要求其有效運作頻率為 50Hz，因此桌體之基本振動頻率設計值大於 100 Hz以確保油壓致動 器之效能。振動台為中空箱型結構，並以鋼板為肋骨加勁而成之構 造。振動桌與模型結構之重量比為 1:2，以避免測試時模型結構和振 動桌產生互制效應。當加速度峰值為 1.0g 時，振動桌可提供之最大 荷載重量（payload）為 10ton。受限於致動器容量，其最大衝程為±12.5 cm。
6.2.2 五層樓鋼結構模型
本次耐震性能試驗係將韌性斜撐交叉配置安裝於一座五層樓鋼 結構模型上進行測試，該鋼結構模型為一平面為2m×2m，樓高6.7m，
總重量約4.1tf (圖6.3)之抗彎構架，相關之結構參數如表6.1 所示。
本研究利用地震模擬振動台以El Centro 地震波(PGA=0.1g)作為 輸入擾動，取基座所量測到之加速度訊號作為輸入資料，並以各樓層
所量測到的加速度訊號作為輸出資料，採用單一輸入-多重輸出
(SIMO)之 ARX 模式進行模型結構之系統識別。ARX 系統識別分析
之相關理論詳附錄B。
根據 ARX 系統識別結果，空構架﹙未裝阻尼器﹚結構之基本振
頻為1.45 Hz，第1模態之等效阻尼比為0.29％。各振態之頻率及阻
尼比歸納於表6.2。
6.2.3 控制系統與資料擷取系統
(a) 控制系統
控制系統為振動台之中樞所在，吾人使用 MTS 407 控制器之位 移控制模式操控振動台，因此，輸入之訊號為地表加速度歷時經基線 修正積分所得之位移歷時記錄。407控制器內部波形產生器可提供矩 形波、三角形波及正弦波等類比訊號輸出，配合數位訊號輸入模組振 動台，可模擬隨機訊號及任意形式之地表擾動，如圖6.4 所示。
(b) 資料擷取系統
資料擷取系統採用為IMC公司之產品，如圖6.5 所示，其主要功 能為輸出地震命令訊號至407 控制器以驅動振動台，同時紀錄各感應 計之振動訊號。資料擷取系統包含類比/數位(A/D)、數位/類比(D/A) 及數位輸入/輸出(Digital I/O)等功能，並提供32組單端式(Single-ended)
接線法類比輸入，8組單端式(Single-ended)接線類比輸出、32組單端 式(Single-ended)接線數位類比輸入/輸出，最大總取樣頻率為80kHz。
6.2.3 感測計配置
(a) 加速規(Accelerometers)
本試驗使用之振動感應計之安排以加速規為主，共安裝7個加速 規(CROSSBOW±4g)，如圖6.6(a)所示，其裝設位置包括振動台面上、
基座以及各樓板中央，用以量測模型結構各樓層之加速度反應。
(b) 雷射位移計(Wenglor，±15cm)
本試驗於一樓內側韌性斜撐中安裝一組雷射位移計用以量測預 彎拱鈑之軸向位移，其動態量測範圍為30cm，如圖6.6(b)所示。
(c) 荷重元(Load cell)
為掌握預彎拱鈑於結構受震過程中之遲滯消能行為，本研究規劃 於 一 樓 兩 側 之 韌 性 斜 撐 中 共 安 裝 四 組 動 態 荷 重 元(Jih-Sense， LM-2T)，如圖6.6(c)所示，每組荷重元之荷載上限為2tf。