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論文中文名稱:防落拉桿應用於橋梁之振動台實驗與分析 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:The Shaking Table Test and Analysis of Bridge with Restrainer [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木與防災研究所
中文姓名:李俊德
英文姓名:Chun-De Li
研究生學號:93428012
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2006-12-28
論文頁數:144
指導教授中文名:李有豐
口試委員中文名:陳清泉;刁健原;張國鎮
中文關鍵詞:防落拉桿振動台實驗希爾伯特-黃轉換
英文關鍵詞:RestrainerShaking Table TestHilbert-Huang Transform
論文中文摘要:本研究計畫於國家地震中心以一座雙跨縮尺橋梁作震動台實驗,觀察橋梁加裝防落拉桿前後及不同數量、不同尺寸的鋼棒及厚度不同之橡膠墊片裝設時之差異,針對防落拉桿限制兩相鄰橋面版相對位移量做研究探討,並且收集結構分析軟體(SAP2000)中所需設定之參數。將實驗值經由希爾伯特-黃轉換(Hilbert-Huang Transform, HHT)後之2D希爾伯特頻譜(Hilbert spectrum)比較,了解試體於頻率域之變化,可以找出防落拉桿之作用時間及試體頻率的改變量。於SAP2000建立數值分析模型,以一多線性彈性性質元素(Multi-Linear Elasticity Property)模擬防落拉桿,將分析值與實驗值進行比較可以發現在加速度、位移及相對位移都可以準確的模擬。並將分析值經由希爾伯特-黃轉換,與實驗值之頻譜比較,亦可找出防落拉桿之作用時間及試體頻率的改變量。藉由實驗與分析相互驗證之結果,進而提出一簡易的防落拉桿分析方法,日後可由簡單的材料性質實驗結果,輸入所需的參數於程式中分析,即可得到準確的結果。
論文英文摘要:The behaviors of restrainers of bridges under earthquake were discussed in this thesis. To understand the relative displacement between the superstructure, a shaking table tests of a scale-down simple supported bridge were performed. The Hilbert-Huang transform (HHT) was used to transfer the experimental data of time domain into the frequency domain, and to obtain the Hilbert spectrums of superstructure. The experimental results is compared with the Hilbert spectrums, and we have found that when the structure behavior is varying from linear to non-linear. From the Hilbert spectrums, the starting operating moment of the restrainers can be detected. A finite-element model is used to simulate the experimental results and to understand the restrainers mechanism under earthquake loading. The results of the non-linear time history analysis is compared with the experimental results. It is found that the analytical maximum displacement is coincedence with the experimental value.
論文目次:中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究內容與目的 3
1.4 美日台灣防落拉桿之發展 4
1.5 文獻回顧 9
1.5.1 防落拉桿相關研究文獻 9
1.5.2 希爾伯特-黃轉換相關研究文獻 11
1.6 本文研究內容 12
第二章 防落拉桿振動台實驗規劃與準備 13
2.1 振動台縮尺雙跨橋梁實驗試體設計 13
2.2 防落拉桿設計 16
2.3 材料性質試驗 18
2.3.1 防落拉桿鋼棒 18
2.3.2 橡膠墊片 21
2.4 資料接收設備 26
2.5 實驗試體組裝 30
第三章 實驗觀察與結果 35
3.1 實驗編號規劃 35
3.2 實驗結果比較 35
3.2.1 有無裝設防落拉桿之比較 40
3.2.2 不同直徑防落拉桿之比較 43
3.2.3 不同厚度橡膠墊片防落拉桿之比較 50
3.2.4 不同組數防落拉桿之比較 59
3.3 防落拉桿於分析上所需參數 61
第四章 實驗頻譜分析 63
4.1 希爾伯特-黃轉換(HHT)分析理論 63
4.1.1 內建模態函數(IMF) 64
4.1.2 經驗模態分解法(EMD) 65
4.1.3 希爾伯特轉換(HT) 69
4.2 希爾伯特-黃轉換(HHT)試驗分析 72
4.2.1 建立實驗之HHT頻譜 72
4.2.2 實驗之HHT頻譜分析 81
第五章 縮尺橋梁防落拉桿-SAP2000軟體分析 101
5.1 建立數值分析模型 101
5.2 橋面版加速度歷時反應比較 106
5.3 橋面版位移歷時反應比較 114
5.4 橋面版相對位移量之比較 123
5.5 數值分析結果之頻譜分析 134
第六章 結論與建議 137
6.1 結論 137
6.2 建議 138
參考文獻 140
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論文全文使用權限:同意授權於2007-02-05起公開