現在位置首頁 > 博碩士論文 > 詳目
論文中文名稱:隨機參數地震動修正模型之驗證與程式實作 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Verification and Programming Implementation of Random Parameters Ground Motion Correction Model [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:土木工程系土木與防災碩士班
畢業學年度:106
畢業學期:第二學期
出版年度:107
中文姓名:張庭瑋
英文姓名:Ting-Wei Chang
研究生學號:105428086
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2018/07/30
論文頁數:141
指導教授中文名:楊元森
口試委員中文名:廖文義;楊元森;鄧崇任
中文關鍵詞:隨機強地動模型振幅譜相位譜加速度歷時神戶大地震
英文關鍵詞:Kobe earthquakeRandom strong ground motion modelGround motion time historiesPhase spectrumAmplitude spectrum
論文中文摘要:本研究目的在建立一修正之隨機參數強地動歷時模擬模型,並發展對應之電腦模擬程式,以產生地震工程研究或實務設計上所需求之加速度歷時。本模型主要源自李杰與王鼎所提之模型,改進其Brune震源位移振幅譜與位移相位譜,進而增加路徑效應之初始相位參數,並使用直接快速傅立葉逆變換取代原先所採用之窄帶寬諧波疊加法以驗證此隨機參數強地動修正模型。
本研究採用1995年神戶大地震中四個測站之地表加速度歷時紀錄進行所提模型之驗證與模擬,並與真實之強地動記錄之傅立葉振幅譜與相位譜進行比較,進而求得對應之隨機參數。最後以快速傅立葉逆變換產生之強地動歷時加速度驗證是否與真實地震動加速度相符合。
論文英文摘要:The purpose of this study is to establish a modified strong ground motion time history simulation model with random parameters and develop a corresponding computer simulation program to generate the required acceleration duration for seismic engineering research or practical design. This model is mainly derived from the models mentioned by Li Jie and Wang Ding, improving its Brune source displacement amplitude spectrum and displacement phase spectrum, thereby increasing the initial phase parameters of the path effect, and using the direct inverse fast Fourier transform to replace the narrow bandwidth originally used. Harmonic superposition method was used to verify this random parameter strongly modified model.
In this study, the verification and simulation of the proposed model were performed using the ground surface acceleration records of four stations during the Kobe Earthquake in 1995, and compared with the Fourier amplitude spectrum and phase spectrum of the true strong ground motion record, and the corresponding randomization was obtained. parameter. Finally, the strong ground motion time history simulation record generated by the inverse fast Fourier transform is used to verify whether it matches the true strong ground motion acceleration.
論文目次:摘 要 i
ABSTRACT ii
致 謝 iv
目 錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 文獻回顧 2
1.4 論文架構 3
第二章 隨機參數地震動修正模型簡介 4
2.1 Brune震源模型 4
2.1.1 Brune震源時間訊號之理論 4
2.1.2 Brune震源之梯形積分法 9
2.1.3 Brune震源之振幅譜 10
2.1.4 Brune震源之相位譜 11
2.2 路徑效應 12
2.3 場址效應 13
2.4 隨機參數地震動模型之擬合加速度訊號為Fourier逆變換之形式 13
第三章 隨機地震動模型參數識別方法 15
3.1 擬合相位譜模型參數識別方法 15
3.2 擬合振幅譜模型參數識別方法 17
第四章 實際地震紀錄之隨機參數地震動模型識別案例 與模型驗證 19
4.1 實際地震記錄之隨機地震動模型識別 19
4.2 實際地震記錄擬合相位譜模型參數擬合 21
4.3 實際地震記錄擬合振幅譜模型參數擬合 24
4.4 實際地震記錄之歷時加速度擬合識別流程 26
4.4.1 參數平均值擬合之方式 26
4.4.2 過零次數之擬合方式 31
4.4.3 包絡線之擬合方式 35
4.4.4 最終之擬合方式 40
4.5 台灣之近斷層地震加速度歷時擬合之驗證 51
4.5.1 集集大地震 51
4.5.2 花蓮外海地震 88
4.5.3 美濃地震 101
第五章 GUI介面敏感性測試 108
5.1 GUI介面敏感性測試之使用說明 108
5.2 GUI介面敏感性測試之修正參數 110
第六章 隨機參數地震動修正模型之反應譜特性驗證 112
6.1 關聯性係數之運算方式 112
6.2 關聯性係數之經驗關係式 113
6.2.1 Baker與Jayaram經驗關係式 113
6.2.2 Baker與Cornell經驗關係式 115
6.2.3 Cimellaro經驗關係式 115
6.2.4 Cheng等學者經驗關係式 115
第七章 隨機參數地震動修正模型進行結構IDA分析 之條件均值譜 119
7.1 IDA分析之方式 119
7.2 條件均值譜製作程序 120
第八章 結論與建議 126
8.1 結論 126
8.2 建議 127
參考文獻 128
附錄
A Brune震源時間訊號之FFT與IFFT 與其理論振幅譜與相位譜之關係 130
B 擬合相位譜與振幅譜之模型參數識別原理 136
C 利用多筆地震擬合共同震源相位參數 之參數識別方法 139
論文參考文獻:1. 王鼎、李杰(2011),「工程地震動的物理隨機函數模型」,中國科學: 技術科學,2011年,第41卷,第3期:356~364。
2. 王鼎、李杰(2012),「工程場地地震動隨機場的物理模型」,中國科學: 技術科學,2012年,第42卷,第7 期:798~807。
3. 李杰、王鼎(2013),「工程隨機地震動物理模型的參數統計與檢驗」,地震工程與工程振動,2013年,第4卷,第4期:081~88。
4. 丁國、陳雋(2017),「序列型地震動物理隨機模型研究」,工程力學,第34卷第9期,2017年9月,此篇之隨機參數由原來的四個隨機參數增加為五個隨機參數。
5. Boore, D. M. (1983). Stochastic simulation of high-frequency ground motions based on seismological models of the radiated spectra, Bull.Seismol. Soc. Am. 73, no. 6A, 1865-1894.
6. Brune, J, N. (1970), Tectonic stress and the spectra of seismic shear waves from earthquakes. J Geophys. Res, 75: 4997-5009.
7. Campbell, K. W., and Y. Bozorgnia (2008). NGA ground motion model for the geometric mean horizontal component of PGA, PGV, PGD and 5%-damped linear elastic response spectra for periods ranging from 0.1 s to 10.0 s. Earthquake Spectra 24 (1), 139–171.
8. Baker, J. W., and N. Jayaram (2008),"Correlation of spectral acceleration values from NGA ground motion models." Earthquake Spectra 24, No. 1, 299–317.
9. Baker, J. and Cornell, C.A. (2006), “Correlation of response spectral values for multicomponent ground motions”, Bull. Seismol. Soc. Am., 96(1), 215-227.
10. Cimellaro, G.P. (2013), “Correlation in spectral acceleration for earthquakes in Europe”, Earthq. Eng. Struct. Dyn., 42(4), 623-633.
11. Cheng, Y., A. Lucchini, and F. Mollaioli, (2015) “Correlation of elastic input energy equivalent velocity spectral values,” Earthquake and Structures, vol. 8, no. 5, pp. 957–976, 2015.
12. Azarbakht, A., Mousavi, M., Nourizadeh, M., Shahri, M. (2014). Dependence of correlations between spectral accelerations at multiple periods on magnitude and distance. Earthquake Engineering and Structural Dynamics., 2014. 43:1193–1204.
論文全文使用權限:同意授權於2020-08-27起公開