摩擦消能隔震系統之最佳設計公式

鍾立來 ； 吳賴雲 ； 高培修 ； 楊卓諺 ； 陳鴻銘

《結構工程》 28卷1期 (2013/03) Pp. 3-21

https://doi.org/10.6849/SE.201303_28(1).0001

摘要

隔震系統之消能機制，必須設計得宜，才能兼顧結構耐震及隔震層位移之需求，其中黏滯阻尼之最佳設計公式，前人之研究著墨較多，而摩擦消能則仍在發展中。有鑑於此，本文旨在探討摩擦消能之隔震系統，提出摩擦係數之最佳設計公式。變化不同之系統參數，在隨機基底加速度下，以上部結構絕對加速度之平方和為目標函數，採直接搜尋法，求最佳摩擦係數，共有3600種參數組合。將摩擦係數予以正規化，讓迴歸程序及所得之設計公式更為簡潔。本文採用無因次之系統參數及頻率分布較均勻之隨機基底加速度，使最佳設計公式之適用範圍更廣。最後，以國立臺灣大學土木研究大樓之結構參數，作案例探討，在三三一地震TAP097測站之地震紀錄下，依最佳設計公式，設計摩擦消能隔震系統，經數值模擬，真實地震紀錄之隔震效果，依然發揮良好，與實際最佳之隔震系統相比，相當接近，結構之加速度及隔震層之位移僅微幅上升5%以內。因此，本文所提之最佳設計公式實屬可行，可供工程師作摩擦消能隔震系統初步設計之用。