第四章 狀態空間 DLV 法之數值模擬驗證
4.4 結構損傷探測之敏感度分析
本節將從靈敏度的角度進行探討,考慮以不同程度縮減受損樓層斜撐 之勁度來模擬受損狀態,並以白噪訊(white noise)作為輸入擾動源進行分 析,且調整尖峰地表加速度(PGA)至 0.1g。
4.3.1 單一樓層受損情況之診斷分析
本節考慮單一樓層受損之情況,並分別以縮減樓層斜撐之勁度 50%、
20%、10%及 5%模擬樓層之受損程度。
90
CASE S1:模擬 1 樓破壞,分別縮減該樓層斜撐之勁度 50%、20%、
10%及 5%。
CASE S2:模擬 2 樓破壞,分別縮減該樓層斜撐之勁度 50%、20%、
10%及 5%。
CASE S3:模擬 3 樓破壞,分別縮減該樓層斜撐之勁度 50%、20%、
10%及 5%。
CASE S4:模擬 4 樓破壞,分別縮減該樓層斜撐之勁度 50%、20%、
10%及 5%。
CASE S5:模擬 5 樓破壞,分別縮減該樓層斜撐之勁度 50%、20%、
10%及 5%。
分別以 SSI、SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 五種識別法 結合 DLV 損傷識別法進行破壞診斷分析,其結果歸納於表 4.8 至表 4.11 與圖 4.32 至圖 4.51。茲針對各個案例之分析結果討論如下:
CASE S1(1 樓受損):
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 4.32 至圖 4.51。其中,
(1)斜撐之勁度縮減 50%
由 SSI-COV、SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等五種識 別法所分析之結果顯示,其 1 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 1 樓應為受損樓層。此一分析結果與預設之受損位置相同,五種方法皆能 成功定位出破壞樓層。(2)斜撐之勁度縮減 20%
由 SSI-COV 識別法所分析之結果顯示,其 1 樓與 5 樓之 WSIj值皆小
91
於0.1WSIjmax
0.1,故判定 1 樓與 5 樓應為可能之受損樓層,此一分析結 果與預設之受損位置並未完全一致,顯示 5 樓受損應為誤判。SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等四種識別法所分析之結果顯示,其 1 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 1 樓應為受損樓層。此一分析 結果與預設之受損位置相同。(3)斜撐之勁度縮減 10%
由 SSI-COV 識別法所分析之結果顯示,其 1 樓與 5 樓之 WSIj值皆小 於0.1WSIjmax
0.1,故判定 1 樓與 5 樓應為可能之受損樓層,此一分析結 果與預設之受損位置並未完全一致,顯示 5 樓受損應為誤判。SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等四種識別法所分析之結果顯示,其 1 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 1 樓應為受損樓層。此一分析 結果與預設之受損位置相同。(4)斜撐之勁度縮減 5%
由 SSI-COV、SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等五種識 別法所分析之結果顯示,其 1 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 1 樓應為受損樓層。此一分析結果與預設之受損位置相同,五種方法皆能 成功定位出破壞樓層。CASE S2(2 樓受損):
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 4.32 至圖 4.51。其中,
92
(1)斜撐之勁度縮減 50%
由 SSI-COV 識別法所分析之結果顯示,其 1 樓與 2 樓之 WSIj值皆小 於0.1WSIjmax
0.1,故判定 1 樓與 2 樓應為可能之受損樓層,此一分析結 果與預設之受損位置並未完全一致,顯示 1 樓受損應為誤判。SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等四種識別法所分析之結果顯示,其 2 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 2 樓應為受損樓層。此一分析 結果與預設之受損位置相同。(2)斜撐之勁度縮減 20%
由 SSI-COV 識別法所分析之結果顯示,其 1 樓與 2 樓之 WSIj值皆小 於0.1WSIjmax
0.1,故判定 1 樓與 2 樓應為可能之受損樓層,此一分析結 果與預設之受損位置並未完全一致,顯示 1 樓受損應為誤判。SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等四種識別法所分析之結果顯示,其 2 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 2 樓應為受損樓層。此一分析 結果與預設之受損位置相同。(3)斜撐之勁度縮減 10%
由 SSI-COV 識別法所分析之結果顯示,其 1、2、3 與 4 樓之 WSIj值 皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 1、2、3 與 4 樓應為可能之受損樓層,此 一分析結果與預設之受損位置並未完全一致,顯示 1、3 及 4 樓受損應為 誤判。SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等四種識別法所分析 之結果顯示,其 2 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 2 樓應為受93
損樓層。此一分析結果與預設之受損位置相同。
(4)斜撐之勁度縮減 5%
由 SSI-COV 識別法所分析之結果顯示,其 1、2 與 3 樓之 WSIj值皆小 於0.1WSIjmax
0.1,故判定 1、2 與 3 樓應為可能之受損樓層,此一分析結 果與預設之受損位置並未完全一致,顯示 1 樓及 3 樓受損應為誤判。SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等四種識別法所分析之結果 顯示,其 2 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 2 樓應為受損樓層。此一分析結果與預設之受損位置相同。
CASE S3(3 樓受損):
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 4.32 至圖 4.51。其中,
(1)斜撐之勁度縮減 50%
由 SSI-COV 識別法所分析之結果顯示,其 1 樓與 3 樓之 WSIj值皆小 於0.1WSIjmax
0.1,故判定 1 樓與 3 樓應為可能之受損樓層,此一分析結 果與預設之受損位置並未完全一致,顯示 1 樓受損應為誤判。SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等四種識別法所分析之結果顯示,其 3 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 3 樓應為受損樓層。此一分析 結果與預設之受損位置相同。(2)斜撐之勁度縮減 20%
由 SSI-COV、SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等五種識
94
別法所分析之結果顯示,其 3 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 3 樓應為受損樓層。此一分析結果與預設之受損位置相同,五種方法皆能 成功定位出破壞樓層。(3)斜撐之勁度縮減 10%
由 SSI-COV 識別法所分析之結果顯示,其 3 樓與 5 樓之 WSIj值皆小 於0.1WSIjmax
0.1,故判定 3 樓與 5 樓應為可能之受損樓層,此一分析結 果與預設之受損位置並未完全一致,顯示 5 樓受損應為誤判。SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等四種識別法所分析之結果顯示,其 3 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 3 樓應為受損樓層。此一分析 結果與預設之受損位置相同。(4)斜撐之勁度縮減 5%
由 SSI-COV、SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等五種識 別法所分析之結果顯示,其 3 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 3 樓應為受損樓層。此一分析結果與預設之受損位置相同,五種方法皆能 成功定位出破壞樓層。CASE S4(4 樓受損):
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 4.32 至圖 4.51。其中,
(1)斜撐之勁度縮減 50%
由 SSI-COV、SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等五種識
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別法所分析之結果顯示,其 4 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 4 樓應為受損樓層。此一分析結果與預設之受損位置相同,五種方法皆能 成功定位出破壞樓層。(2)斜撐之勁度縮減 20%
由 SSI-COV、SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等五種識 別法所分析之結果顯示,其 4 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 4 樓應為受損樓層。此一分析結果與預設之受損位置相同,五種方法皆能 成功定位出破壞樓層。(3)斜撐之勁度縮減 10%
由 SSI-COV、SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等五種識 別法所分析之結果顯示,其 4 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 4 樓應為受損樓層。此一分析結果與預設之受損位置相同,五種方法皆能 成功定位出破壞樓層。(4)斜撐之勁度縮減 5%
由 SSI-PLS 識別法所分析之結果顯示,其 1 樓與 4 樓之 WSIj值皆小於 1
. 0 WSI
1 .
0 jmax
,故判定 1 樓與 4 樓應為可能之受損樓層,此一分析結果 與預設之受損位置並未完全一致,顯示 1 樓受損應為誤判。SSI-COV、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等四種識別法所分析之結果顯示,其 4 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 4 樓應為受損樓層。此一分析 結果與預設之受損位置相同。96
CASE S5(5 樓受損):
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 4.32 至圖 4.51。其中,
(1)斜撐之勁度縮減 50%
由 SSI-COV 識別法所分析之結果顯示,其 1、2 及 5 樓之 WSIj值皆小 於0.1WSIjmax
0.1,故判定 1、2 及 5 樓應為可能之受損樓層,此一分析結 果與預設之受損位置並未完全一致,顯示 1 與 2 樓受損應為誤判。SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等四種識別法所分析之結果 顯示,其 5 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 5 樓應為受損樓層。此一分析結果與預設之受損位置相同。
(2)斜撐之勁度縮減 20%
由 SSI-COV、SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等五種識 別法所分析之結果顯示,其 5 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 5 樓應為受損樓層。此一分析結果與預設之受損位置相同,五種方法皆能 成功定位出破壞樓層。(3)斜撐之勁度縮減 10%
由 SSI-COV 識別法所分析之結果顯示,其 1 與 5 樓之 WSIj值皆小於 1
. 0 WSI
1 .
0 jmax
,故判定 1 與 5 樓應為可能之受損樓層,此一分析結果與 預設之受損位置並未完全一致,顯示 1 樓受損應為誤判。SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等四種識別法所分析之結果顯示,其 5 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1,故判定 5 樓應為受損樓層。此一分析97
結果與預設之受損位置相同。
(4)斜撐之勁度縮減 5%
由 SSI-MLR 識別法所分析之結果顯示,其 2 與 5 樓之 WSIj值皆小於 1
. 0 WSI
1 .
0 jmax
,故判定 2 與 5 樓應為可能之受損樓層,此一分析結果與 預設之受損位置並未完全一致,顯示 2 樓受損應為誤判。SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等兩種識別法所分析之結果顯示,其 5 樓之 WSIj 值皆小於1 . 0 WSI
1 .
0 jmax
,故判定 5 樓應為受損樓層。此一分析結果與預設之受損 位置相同。以 SSI-COV 及 SSI-PLS 分析時則未能定位出破壞之樓層。4.3.2 複數樓層受損情況之診斷分析
本節考慮複數樓層受損之情況,並分別以縮減樓層斜撐之勁度 50%、
20%、10%及 5%模擬樓層之受損。
CASE S15:模擬 1、5 樓破壞,分別縮減該樓層斜撐之勁度 50%、20%、
10%及 5%。
CASE S135:模擬 1、3 及 5 樓破壞,分別縮減該樓層斜撐之勁度 50%20%、
10%及 5%。
分別以 SSI-COV、SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI+-ECCA 五種 識別法結合 DLV 損傷識別法進行破壞診斷分析,其結果歸納於表 4.8 至表 4.11 與圖 4.32 至圖 4.51。茲針對各個案例之分析結果討論如下:
CASE S15(1、5 樓受損):
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 4.32 至圖 4.51。其中,
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(1)斜撐之勁度縮減 50%
由 SSI-COV、SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等五種識 別法所分析之結果顯示,其 1 樓與 5 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1, 故判定 1 樓與 5 樓應為受損樓層。此一分析結果與預設之受損位置相同,五種方法皆能成功定位出破壞樓層。
(2)斜撐之勁度縮減 20%
由 SSI-COV、SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等五種識 別法所分析之結果顯示,其 1 樓與 5 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1, 故判定 1 樓與 5 樓應為受損樓層。此一分析結果與預設之受損位置相同,五種方法皆能成功定位出破壞樓層。
(3)斜撐之勁度縮減 10%
由 SSI-COV、SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等五種識 別法所分析之結果顯示,其 1 樓與 5 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1, 故判定 1 樓與 5 樓應為受損樓層。此一分析結果與預設之受損位置相同,五種方法皆能成功定位出破壞樓層。
(4)斜撐之勁度縮減 5%
由 SSI-COV 識別法所分析之結果顯示,其 1 樓之 WSIj 值皆小於 1
. 0 WSI
1 .
0 jmax
,故判定 1 樓應為可能之受損樓層,此一分析結果與預設 之受損位置並未完全一致,受損之 5 樓並未被判別出。SSI-MLR、SSI-CCA0 jmax