第五章 無線監測技術於結構損傷探測試驗驗證
5.3 DLV 損傷探測分析
本系列振動台試驗係以白噪音(white noise)及 El Centro 地震作為輸入 擾動源進行分析，並調整尖峰地表加速度(PGA)至 0.1g。結構之健康狀態 係於鋼構架各層樓之強、弱軸方向處裝設斜撐，如圖 5.12(a)所示；結構之 受損狀態為移除樓層弱軸方向之雙邊斜撐，因此仍維持平面結構之行為，
如圖 5.12(b)所示。健康結構各層樓之加速度歷時如圖 5.13 及圖 5.14 所示。
A. White Noise
分析時考慮 8 種受損情況，其表示如下：
CASE A1：模擬 1 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.15 所示。
CASE A2：模擬 2 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.16 所示。
CASE A3：模擬 3 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.17 所示。
CASE A4：模擬 4 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.18 所示。
CASE A5：模擬 5 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.19 所示。
CASE A13：模擬 1、3 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.20 所示。
CASE A15：模擬 1、5 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.21 所示。
CASE A135：模擬 1、3 及 5 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.22 所示。
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 5.4 及圖 5.23 至圖 5.27。茲針對各個案例之分析結果討論如下：
170
CASE A1(1 樓受損)：
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 5.23 至圖 5.27。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，2 樓受損係為誤判。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1 . 0 WSI
1 .
0 jmax
，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。CASE A2(2 樓受損)：
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 5.23 至圖 5.27。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 2 樓之 WSIj值均小於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。除 了預設之 2 樓受損樓層外，五種識別法皆顯示未破壞之 1 樓係為誤判，造 成此情況之原因，應是輸入擾動並非為具備穩態特性之隨機過程所致。CASE A3(3 樓受損)：
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 5.23 至圖 5.27。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 3 樓之 WSIj值均小於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。除 了預設之 3 樓受損樓層外，五種識別法皆顯示未破壞之 1 樓係為誤判。171
CASE A4(4 樓受損)：
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 5.23 至圖 5.27。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 4 樓之 WSIj值均小於0.1WSIjmax
0.1，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。除 了預設之 4 樓受損樓層外，五種識別法皆顯示未破壞之 1 樓為誤判。CASE A5(5 樓受損)：
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 5.23 至圖 5.27。由 SSI-COV 識別法所分析之結果顯示，其 1、3 及 5 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1， 故判定 1、3 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，1 樓與 3 樓受損係為誤判。由 SSI-MLR 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， 1 樓與 2 樓受損係為誤判。由 SSI-PLS、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等三 種 識 別 法 所 分 析 之 結 果 顯 示 ， 其 1 樓 與 5 樓 之 WSIj 值 均 小 於1 . 0 W S I 1 .
0 jm a x
，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， 1 樓受損係為誤判。
CASE A13(1、3 樓受損)：
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 5.23 至圖 5.27。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 3 樓之 WSIj值均小於0.1WSIjmax
0.1，故判定 1 樓與 3 樓172
應為可能之受損樓層。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 A15(1、5 樓受損)：
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 5.23 至圖 5.27。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值均小於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相同。五種方法皆 能成功定位出破壞樓層。CASE A135(1、3 及 5 樓受損)：
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 5.23 至圖 5.27。由 SSI-COV 識別法所分析之結果顯示，其 1、2 及 3 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1， 故判定 1、2 及 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， 2 樓受損係為誤判，而 5 樓受損則未被辨識出。由 SSI-PLS、識別法所分析之結果顯示，其 1、2 及 5 樓之 WSIj 值皆小於1 . 0 WSI
1 .
0 jmax
，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， 2 樓受損應係為誤判，而 3 樓之受損情 況則未被辨識出。由 SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等三種識別法所分 析之結果顯示，其 1、3 及 5 樓之 WSIj值均小於0.1WSIjmax
0.1，故判定 1、3 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相同。這三種方法皆能成功定位出破壞樓層。
173
有關敏感度分析結果歸納於表 5.5。其中，依據識別結果之良窳分為 4 種狀況：
(1) Good：表示受損樓層被成功辨識出來，且無誤判之情況。
(2) Fair：表示受損樓層被成功辨識出來，但有一個未受損樓層誤判為損。
(3) Poor：表示受損樓層被成功辨識出來，但有多個為未損樓層誤判為受損；
或多重受損案例，有一個樓層未被成功辨識。
(4) Fail：表示完全未能辨別出受損樓層。
其中顯示出，在單一樓層受損之案例中 SSI-COV、SSI-PLS、SSI-MLR、
SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等五種識別法之分析結果中，雖然都有 1 樓受損之 誤判情況，但整體來說仍能將受損樓層辨識出來，而其中 SSI-COV 及 SSI-MLR 有較多誤判之情況；在複數樓層受損之案例中，SSI-MLR、
SSI-CCA 及 SSI-ECCA 等三種識別法均能將所有受損樓層辨識出來，而 SSI-COV 及 SSI-PLS 則有未能將受損樓層辨識出之情況發生。
B. El Centro 地震
分析時考慮 8 種受損情況，其表示如下：
CASE B1：模擬 1 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.28 所示。
CASE B2：模擬 2 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.29 所示。
CASE B3：模擬 3 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.30 所示。
CASE B4：模擬 4 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.31 所示。
CASE B5：模擬 5 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.32 所示。
CASE B13：模擬 1、3 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.33 所示。
CASE B15：模擬 1、5 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.34 所示。
CASE B135：模擬 1、3 及 5 樓破壞，各層樓之加速度歷時如圖 5.35 所示。
分別以 SSI-COV、SSI-PLS、SSI-MLR、SSI-CCA 及 SSI-ECCA 五種
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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 5.6 及圖 5.36 至圖 5.40。茲針對各個案例之分析結果討論如下：
CASE B1(1 樓受損)：
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 5.36 至圖 5.40。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值均小於0.1WSIjmax
0.1，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相同，五種方法皆能成功定位出 破壞樓層。CASE B2(2 樓受損)：
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 5.36 至圖 5.40。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 2 樓之 WSIj值均小於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。除 了預設之 2 樓受損樓層外，五種識別法皆顯示未破壞之 1 樓係為誤判。造 成此情況之原因，在於 El Centro 地震非穩態隨機過程所致。CASE B3(3 樓受損)：
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 5.36 至圖 5.40。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 3 樓之 WSIj值均小於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。除 了預設之 3 樓受損樓層外，五種識別法皆顯示未破壞之 1 樓係為誤判。175
CASE B4(4 樓受損)：
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 5.36 至圖 5.40。由 SSI-CCA 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 樓應為可能之受損樓層，此一分析結果與預設之受損位置相同。由 SSI-COV、SSI-PLS、SSI-MLR、及 SSI-ECCA 等四種識別法所分析之結果 顯示，其 1 樓與 4 樓之 WSIj值均小於0.1WSIjmax
0.1，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。除 了預設之 4 樓受損樓層外，四種識別法皆顯示未破壞之 1 樓係為誤判。CASE B5(5 樓受損)：
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 5.36 至圖 5.40。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值均小於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。除 了預設之 5 樓受損樓層外，五種識別法皆顯示未破壞之 1 樓係為誤判。CASE B13(1、3 樓受損)：
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 5.36 至圖 5.40。由 SSI-COV 識別法所分析之結果顯示，其 1、2 及 3 樓之 WSIj值皆小於0.1WSIjmax
0.1， 故判定 1、2 及 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， 2 樓受損應係為誤判。由 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 樓與 3 樓之 WSIj值均 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176
結果與預設之受損位置相同。四種方法皆能成功定位出破壞樓層。
CASE B15(1、5 樓受損)：
各樓層之正規化應力指標 WSIj值歸納於圖 5.36 至圖 5.40。由 SSI-COV 及 SSI-ECCA 識別法所分析之結果顯示，其 1 樓與 5 樓之 WSIj值皆小於
1 . 0 WSI
1 .
0 jmax
，故判定 1 樓與 5 樓應為可能之受損樓層，此一分析結果 與預設之受損位置相同。兩種方法皆能成功定位出破壞樓層。由 SSI-PLS、0 jmax