摩擦鐘擺型調諧質塊阻尼器之最佳化設計公式

鍾立來 ； 吳賴雲 ； 林美君 ； 連冠華 ； 賴勇安 ； 黃旭輝

《結構工程》 25卷4期 (2010/12) Pp. 41-62

https://doi.org/10.6849/SE.201012_25(4).0003

摘要

調諧質塊阻尼器(Tuned Mass Damper, TMD)可提昇結構之安全性及舒適度，因此針對線性及非線性黏滯型TMD之研究已有諸多著墨，且更提出相關之最佳化設計公式。摩擦鐘擺型TMD，僅需提供摩擦圓弧球面之基座，故可節省空間，加上TMD滑動呈現鐘擺行為，因此擁有良好的復位功能，不需裝置回復彈簧；並藉由接觸面間之摩擦力進行消能，無須再額外加裝阻尼器。有鑑於此，本文針對阻尼結構，提出摩擦鐘擺型TMD之最佳化設計公式。首先對TMD設計參數無因次化與正規化，再變化結構參數、風力及TMD質量下，經由直接搜尋法取得相對應之TMD最佳設計參數，接著對此進行迴歸，以得最佳化設計公式。在已知結構質量、阻尼比及TMD質量下，由最佳化設計公式可簡單快速算得TMD之最佳設計參數，供初步設計之參考。在半年回歸期之設計風力，變化結構阻尼比及TMD質量下，相互比較最佳化設計公式與直接搜尋法之TMD最佳設計參數；並以臺北101大樓及43層樓鋼構造建築為案例，進行歷時分析，比較最佳化設計公式與直接搜尋法之TMD減振效益。經由一系列之驗證，本文所提之摩擦鐘擺型TMD最佳化設計公式，實屬可行。