OpenFresco為開放式複合實驗軟體，於複合實驗之應用相當廣泛。許博策等人(2023)於國震中心發表之技術報告「OpenFresco開放式複合實驗架構於含塑鉸非線性結構實驗之應用」介紹了OpenFresco於單自由度控制下之複合實驗應用。為強化OpenFresco複合實驗技術之應用性及仿真度，本文提出一套以OpenFresco進行多自由度控制之複合實驗架構及流程，並以一棟七層樓RC結構之複合實驗為範例，詳細解說此流程之5個執行步驟，分別為：(1)複合模型(hybrid model)之建立及驗證、(2)座標轉換公式之推導、(3)實驗場MTS控制器之設定、(4)含控制器虛擬複合實驗之驗證、(5)實體複合實驗之執行。為驗證本文多自由度控制複合實驗方法之可行性，本文將七層樓RC結構之複合實驗結果與數值模擬進行比較，結果顯示各項結構反應差異皆非常微小，驗證本文複合實驗方法之正確性。文末，本文亦提出OpenFresco複合實驗前之檢查表(checklist)與常見問題，提供研究者於實驗前逐一檢查實驗軟硬體設備設定之正確性，以確保實驗安全性與實驗結果之正確性。

配置於國家地震工程研究中心臺南實驗室之「關鍵零組件測試系統」又稱為「多軸向地震模擬測試系統」(Multi-Axial Seismic Test System，簡稱MAST)為油壓驅動之六軸向振動台，其檯面運動可模擬地震反應，用以測試關鍵零組件之動態性能或重要設備之耐震性能。MAST系統檯面尺寸為2.2 m × 2.2 m，最大酬載可達3.5噸。與傳統六軸向振動台不同，此系統之六支油壓致動器係以史都華平台形式配置，其X、Y與Z向最大位移行程可達200 mm；最大速度可達水平向2 m/s與垂直向 1.65 m/s；當試體達酬載上限3.5噸時，最大加速度可達水平向5.5 g與垂直向14 g；工作頻率範圍則介於0.1 Hz至60 Hz間。為能完整記錄MAST系統新設置時之動態特性及參數，徐等[2022]曾針對MAST系統之雜訊與性能曲線動力特性進行測試及記錄。本文乃延續前述文獻之工作，針對MAST系統進行系統轉換函數測試及地震波震動測試，相關測試結果皆完整的呈現於本文中，用以評估該系統能穩定執行動態實驗之條件，並可供未來執行檢測實驗及研發先進實驗技術時之參考。本文藉由系統識別測試方法識別MAST六軸向之動力特性與控制轉換函數(transfer function)，以了解系統之控制性能限制。同時，本文亦將測試MAST之外部控制及回授控制能力，擬藉由光纖通訊即時控制器作為MAST之外部控制輸入訊號源，以探求MAST未來發展先進地震工程實驗技術之能力及可能性。

複合實驗(hybrid testing)技術之發展於國內外地震工程研究領域日顯重要，因為其可提供地震工程研究者相較於振動台實驗與往復載重實驗更為經濟、省時且接近真實地震行為之實驗平台。複合實驗技術平台種類繁多，大致可分為即時複合實驗(Real-time hybrid testing)與擬動態複合實驗(Peudo-dynamic hybrid testing)，本文所介紹之開放式複合實驗技術屬於後者。本文主要介紹有限元素軟體OpenSees搭配中介軟體OpenFresco連接控制軟體MTS CSIC之複合實驗架構，其中OpenSees與OpenFresco皆為柏克萊加州大學PEER地震工程研究中心所開發之開放式程式。透過本文之說明，讀者可了解以下內容：(1)如何以OpenFresco於相同及不同場域進行子結構耦合運算。(2)如何以OpenFresco搭配MTS CSIC進行二維、三維線性模型及三維非線性模型之擬動態複合實驗。(3)如何於複合實驗前以數值模擬之方式進行複合模型正確性驗證。(4)於反力牆進行複合實驗時須執行之相關標準作業程序(SOP)，以確保實驗之安全。透過本文對OpenFresco操作與應用的詳細介紹，期能幫助讀者系統化地理解OpenFresco的運作方式，並在實際應用中取得更好的效果。因此對於從事地震工程實驗研究者而言，具重要參考價值。

OpenSees (Open System for Earthquake Engineering Simulation)係由柏克萊加州大學的太平洋地震工程研究中心(PEER)所開發，是一個開放式的地震工程數值模擬系統，能夠讓使用者創建自行定義的有限元素應用程式及元素以模擬各類結構於地震力作用下之反應，因此在世界各地廣為應用。該軟體於複合實驗技術(hybrid testing)之應用亦逐漸增加。雖然，OpenSees 目前已包含非常豐富的材料及元素種類，不過依然有許多新開發的工程材料或元素尚未被添加到 OpenSees 中。然而，對於開發OpenSees新元素詳細介紹之文獻或操作手冊並不多見。有鑑於此，為使讀者能夠了解開發OpenSees新元素之方法，以及對現有與新型滑動隔震元素於OpenSees之應用有較深入了解，本文內容重點有三：(1)介紹OpenSees現有之摩擦模型及滑動隔震元素；(2)以開發新型滑動隔震支承元素為例，說明如何於OpenSees中開發新元素之程序與方法；(3)說明以OpenSees建立含滑動隔震元素結構數值模型之方法與步驟，包含線性與非線性結構(含塑角)。閱讀本文將使讀者對於OpenSees新元素之開發及滑動隔震支承之應用有進一步的認識。

配置於臺南實驗室之多軸向地震模擬測試系統(Multi-Axial Seismic Test System, MAST)為油壓驅動之六軸向振動台，其檯面運動可模擬地震反應，並進行離岸風機之局部支撐結構或關鍵零組件之動態性能測試。MAST系統檯面尺寸為2.2 m × 2.2 m，最大酬載可達3.5噸。與傳統六軸向振動台不同，MAST系統六支致動器以史都華平台形式配置，則X、Y與Z向最大位移行程可達200 mm；最大速度可達水平向2 m/s與垂直向 1.65 m/s；當試體達酬載上限3.5噸時，最大加速度可達水平向5.5 g與垂直向14 g；工作頻率範圍由0.1至60 Hz。然欲達致系統設計最大性能有其條件限制，為執行離岸風機關鍵零組件之檢測驗證實驗，本文執行一系列性能測試實驗，以確認該系統可穩定執行之測試性能，以供檢測驗證準則參考。

雙軸向動態測試系統(Bi-axial testing system，BATS)為國家地震工程研究中心台南實驗室的主要設施之一，其在水平向具有施加高速長衝程之能力，於垂直向則可施加1000噸以上之動態軸壓力。因此BATS非常適合用於開發足尺隔震結構之雙軸向即時複合實驗技術，以測試足尺隔震支承之減震效能。本文旨在利用BATS建置一可測試各類足尺隔震支承的即時複合實驗平台，並以足尺高阻尼橡膠隔震支承作為實驗案例，進行隔震結構即時複合實驗，以驗證本文所建置之BATS雙軸向即時複合實驗平台的可行性。 為了達成以上目的，本文首先為BATS建立了一套即時複合實驗標準作業程序(SOP)，以便未來進行相關實驗時可據以遵循，避免發生安全之疑慮。再者，因BATS目前並無直接量測足尺隔震支承試體水平力之感測設備，因此本文發展了BATS即時動態間接量測能力，以便在即時複合實驗中回授試體力以即時運算數值子結構之反應，並驗證了此方法的正確性。本文介紹了複合實驗平台建置的過程，並使用一高阻尼橡膠支承隔震結構案例進行實驗，以為此平台進行驗證。應用案例中選擇兩種不同週期的上部結構，並使用了二種不同的外部控制器(類比與數位控制器)進行實驗。由各測試結果顯示，無論何種控制器對即時複合實驗的結果差異並無顯著影響，且不同的上構週期皆可獲得預期之實驗結果，以此驗證此測試平台的可行性。

雙軸向動態測試系統(Bi-axial testing system，BATS)為國家地震工程研究中心台南實驗室的主要設施之一。BATS 為一高性能的試驗系統，可滿足高速和長衝程測試的需求。為因應台南實驗室利用此一主力設備發展先進地震工程實驗技術之目標，本文主要目的有二：一為建立 BATS 於外部控制時之標準作業程序(SOP)；二為對BATS 進行一系列動態測試及識別，以記錄其動態性能與轉換函數。目的一乃由於外部控制能力為發展 BATS 先進實驗技術之基礎，本文建立了一套外部控制的標準作業流程(SOP)，以確保 BATS 由外部輸入控制訊號時之安全性與穩定性。而對於目的二，本文乃透過動力測試方法，以識別 BATS 於水平位移控制與垂直力控制下之控制雜訊、系統轉換函數(transfer functions)及控制時間延遲(time delay)等特性。 測試方式分為採用 BATS 內建控制器與外部控制器下之測試，其中外部控制則又分為採用類比控制系統(使用 dSPACE 之 MicroLabBox)與採用數位控制系統(使用x-PC real-time target machine 與 SCRAMNet 卡)二種方法進行比較。測試結果顯示，在未使用補償器(compensator)之條件下，BATS 採用外部控制器與內建控制器時之動態性能及轉換函數趨勢大致相同，且使用外部控制器時，時間延遲效應並未明顯增加。而採用數位或類比外部控制器時之系統轉換函數差異亦不大，惟採用數位控制器時的雜訊略小於類比控制器者。

2017年國家地震工程研究中心於臺南實驗室完成規劃與建置一雙軸向動態試驗系統(Bi-Axial dynamic Testing System，BATS)，其為目前全球少數具備動態試驗能力之先進大型壓剪試驗機，有助於國內外隔震技術之研發，以及隔震支承實體與性能之測試。因此，對於雙軸向動態試驗系統未來為能持續滿足學研界於隔減震技術之研發與創新，以及提供工程界與公部門的測試服務與規範研修，首要之任務，國家地震工程研究中心必須在此之前，須針對其動態特性與基本參數，如等效質量與系統平均摩擦係數有更為清楚之瞭解與掌握，才可透過試驗系統執行動態試驗，以獲得隔震元件確切的動態行為，進而發展新式之隔震技術與開發先進試驗技術，以及協助國內隔震元件相關測試，免於運至國外試驗室進行驗證，有效降低國內隔震結構興建成本與工時，並確保其品質無虞。 故本研究規劃與執行一系列不同水平速度與位移振幅的三角波循環載重試驗與不同振動頻率與位移振幅的正弦波循環載重試驗，以識別其系統等效質量與系統平均摩擦係數，進而計算系統慣性力與摩擦力。主要研究內容分為三階段：(1)第一階段為在未安裝隔震支承下，針對試驗系統分別進行一系列的三角波與正弦波之反覆循環試驗，其目的為求得試驗系統之載重平台於垂直向空載下，對應不同水平速度之系統平均摩擦係數與其等效質量，(2)第二階段為針對試驗系統執行隔震支承試驗條件下，在載重平台安裝平面滑動摩擦隔震支承後，於施加垂直軸向荷載下，分別進行三角波與正弦波之循環載重試驗，進而依簡單線性迴歸分析求得試驗系統之系統平均摩擦係數，(3)執行足尺寸隔震支承之動態試驗，根據試驗數據與理論值之分析探討，探討本研究所獲得之BATS試驗系統等效質量與系統摩擦係數之合理性與適用性。

開放式地震工程模擬系統OpenSees (Open System for Earthquake Engineering Simulation)為開放式程式碼之有限元素結構分析軟體，常用以模擬結構受地震或動態外力作用下之反應。該軟體亦於複合實驗技術 (hybrid testing) 程式應用中扮演重要之角色。然而，OpenSees雖然是廣為應用之結構分析軟體，但其在建立結構分析模型時卻較一般商用軟體複雜，因其係以Tcl (Tool Command Langue) 程式語言之方式撰寫。因此，為使讀者易於了解與操作，本文除了介紹OpenSees之基本指令外，亦將介紹其圖型化介面軟體STKO (Scientific Toolkit for OpenSees) 之操作方式，並以線性及非線性結構分析等範例，由簡入深地逐一示範OpenSees之建模與分析步驟。透過本文之說明，讀者可了解以下內容：(1)如何以OpenSees建立線性結構數值模型，並進行線性結構之靜力及動力分析。(2)如何以ModIMK塑鉸背骨曲線模型並配合Peak-oriented遲滯迴圈模型，以建立含塑鉸之OpenSees非線性結構數值模型。(3)如何以圖型介面前處理軟體STKO建立OpenSees非線性結構數學模型，並進行側推分析與非線性動力分析。(4)了解前處理軟體STKO所輸出之OpenSees Tcl程式腳本內容，日後可與OpenFresco結合，以建立複合實驗用之結構數學模型。

地震工程研究用之大型振動台系統，運作時易產生巨大之振動，干擾周遭環境及鄰居，故一般振動台系統皆配備適當之減振系統。國家地震工程研究中心台南實驗室近年新設8m×8m大型振動台系統乙座(酬載250噸)，該系統設有浮式基礎以作為減振之用。此該浮式基礎係由空氣彈簧隔震墊(可提供水平與垂直雙向隔震)、增補阻尼元件與一座大型慣性質塊(主構造體)所組成。本文擬探討該浮式基礎在作為減少內部振動外傳之減振系統，以及作為減緩上傳地震力隔震系統時之減震效果。為達此目的，本文首先提出一慣性式水平與垂直雙向隔震系統作為模擬振動台浮式基礎之數學模型。再以拉格朗日運動方程式分別推導此慣性式雙向隔震系統於基底激振與內部(設備)激振下之非線性運動方程式，該方程式可用以描述浮式基礎系統之水平、垂直與搖擺三個自由度之反應。本文亦利用狀態空間線性化理論將上述非線性方程式加以線性化，以利探討浮式基礎系統之頻率響應函數供未來工程實務之應用。接著，以元件測試所得之空氣彈簧與阻尼器實測參數，模擬浮式基礎在內部振動台激振下與外部強震作用下之動力行為，藉以評估浮式基礎之減震效益。 分析結果顯示，在二維立面假設條件下，浮式基礎於內部振動台激振下，對於外傳之加速度與作用力之減振效果俱佳，尤其以水平向之減振效果最佳。而在考慮外部強震作用下，浮式基礎之質心水平與垂直加速度之減震效果不錯，但浮式基礎邊角處之反應有放大之現象。究其原因，可能係因受浮式基礎之搖擺效應影響。

近年國家地震工程研究中心（NCREE）於其臺南實驗室建造「高速長衝程地震模擬振動台系統」，此系統乃針對台灣地震頻繁且斷層密布之地理環境所建置，可用以模擬具有長週期脈衝特性之近斷層震波。而此大型振動台系統由於其最大酬載(payload)可達250公噸，為減少實驗時之外傳振動量，該振動台系統之下方設有浮式基礎 (floating foundation)，以阻隔及吸收振動台之振動能量。該浮式基礎係由一座反力質塊(重4000公噸)、120組三維空氣彈簧與192支液流阻尼器所組成。因此，浮式基礎本身即為一動力系統，其動力特性將與振動台產生互制效應，可能影響振動台之控制效能。因此，了解浮式基礎之動力特性與評估減震性能即為本文所關切之議題。而由於包含浮式基礎之振動台系統十分複雜，不易以解析方式建立詳細而完整之數值模型以預測其動力反應特性，因此，本文選擇以動力實驗實測方式進行研究。本文主要目的有二：(1)利用振動台浮式基礎之動力實測數據，並藉由系統識別方法推估浮式基礎於各個方向之自振頻率、阻尼比及振形等動力參數。(2)以動力實驗數據與一簡化之浮式基礎數學模型推估簡化模型中之主要系統參數，如此即可建構浮式基礎系統受振動台內部激振與外部地震力激作用下之線性狀態空間模型，最後再使用此數學模型探討其理論減震效能。 針對目的一，系統識別實驗結果顯示，浮式基礎之水平X向共振頻率約為0.8Hz，阻尼比約為12%；水平Y向共振頻率約為0.9Hz，阻尼比約為13%；垂直Z向共振頻率約為1Hz，阻尼比約為13%。而針對目的二，利用簡化模型數值模擬結果顯示，在內部振動台激振下，浮式基礎對外傳加速度之減振效果優，但外傳作用力之減振效果則不盡理想。而在考慮外部強震作用下，反力質塊容易超過連接元件(阻尼器與空氣彈簧)之工作位移限制，故強烈地震來襲後，可能要巡視檢查浮式基礎之妥善性。

財團法人國家實驗研究院國家地震工程研究中心臺南實驗室設有(8m x 8m)高速長衝程地震模擬振動台系統，本文擬以實測資料探討振動台系統之動力特性，並完整記錄此系統新設時之動態特性及參數，以為未來發展地震工程新技術做準備。為達此目的，本文利用動力實驗所得數據與系統識別方法識別振動台系統之6x6個轉換函數。由所識別之轉換函數可知，振動台X水平向與Y轉動向明顯耦合，Y水平向則與X轉動向明顯耦合。當激振頻率落在20 Hz~30 Hz間，振動台平移Z向(垂直向)及轉動X、Y向性能衰減，需進行控制補償，而頻率於30 Hz後振動台性能恢復，X、Y平移向及Z轉動向此現象較不明顯。再者，本文進一步透過所識別之轉換函數，建立一振動台系統數值模擬程式，以此程式可用以預估振動台於不同激振指令下之振動反應，經由比對實測與模擬結果可知，本文數值模擬程式於模擬振動台X、Y、Z平移向之加速度反應結果極佳，但轉動向模擬結果尚有改善空間。 再者，本文另一個測試目的為由原控制系統控制(內部控制)改由外部控制器(TeraSoft Micro-Box 2000)對振動台輸入激振之類比訊號，並量測此外部控制器控制下振動台動力行為，接著比較相同震波作用時兩控制系統間振動台反應之差異。以TeraSoft Micro-Box 2000作為外部控制器進行外部控制實驗時，可聽見高頻噪訊，可知外部控制時易受高頻雜訊影響。基於量測到之振動台反應歷時可發現，外部控制時雖有雜訊影響，但振動台所產生之震波與原控制系統控制時所產生之震波大致上極為相近。

一般線性隔震器的隔震週期恰落在近域地震速度脈衝之常見週期內，因此容易造成共振效應而有過大位移量，為解決此問題，本研究提出了具變頻率的隔震器，稱之為非線性滾動隔震系統，並再建立一對應的線性系統，利用數值模擬方法，比較線性隔震系統與非線性滾動隔震系統，對sine波、近域及遠域地震之減振效果。本研究以Lagrange’s equation進行運動方程式的推導，由自由振動的數值模擬，了解此非線性隔震器的擺盪行為，發現當隔震器的轉角或偏心距較小時，系統接近線性行為，反之，在大轉角與大偏心距下，非線性特性較明顯。 當地表擾動施以共振頻的sine 波，經數值模擬顯示若無消能機制，線性系統將發散，但非線性系統因具非線性頻率，故可避免發散問題。繼而使用黏滯阻尼消能機制，在共振頻之sine波下線性系統不再發散，但非線性系統約只有線性系統之50 %。當調整遠域及近域地震之PGA，發現隨兩地震的PGA增大，非線性系統的反應小於線性系統的程度就越大，且非線性的隔震效果也越好，線性系統則無此優點。因此，非線性系統輔以黏滯阻尼消能時，不論在sine波、遠域或近斷層地震下，皆能發揮比線性系統更佳之隔震性能。 消能機制採用摩擦消能器時，由遠域與近斷層地震找出的最佳設計參數非常接近。在共振頻的sine波擾動下，線性系統若使用的摩擦參數不夠大，將因共振作用發散，而同樣參數設定下的非線性系統則無共振發散問題。雖然在近域及遠域地震下，非線性系統的反應與線性系統相近，但當的PGA越大，非線性的隔震效果優於線性系統的幅度越大，且隔震效果越好。因此，經由適當之設計，本研究所探討之非線性滾動隔震系統實屬可行。

近年由地震工程學者們所提出之摩擦型阻尼器，可裝置於建物結構上以消散地震能量，達到提高結構耐震力之方法已獲得認同，並有數十案例用於補強或新建工程之中。傳統（被動型）摩擦阻尼器因起始滑動摩擦力為一固定之預設值，無法隨地震之強度發揮其最大之效用。本研究所採用之半主動型摩擦阻尼器則可配合感應子之使用，隨地震力之特性（如大小，週期等）及結構之真時反應調整阻尼器之起始滑動摩擦力，達到最佳之消能效果。同時，因為控制半主動摩擦阻尼器所需之能量極小，不會直接對結構輸入控制能，故其控制穩定性與可靠性均佳。本文針對半主動摩擦阻尼器於結構防震應用上進行理論之模擬，探討使用不同控制律時對減震效果之影響。所採用之控制律包括：預測回饋控制、修正型振模控制等。其中預測回饋控制為全新之控制律。另有將主動控制理論應用於半主動控制之修正型振模控制。數值模擬結果顯示半主動控制若使用較佳之控制律，其減震效果確實可較被動控制佳。預測回饋控制與修正型振模控制、修正型最佳化控制等連續時間控制法可使結構反應較為平順，因此其對於結構加速度之降低表現較佳。

鋼管混凝土柱俗稱CFT 柱，由於鋼管內填充混凝土，可適當的節省鋼材用量，且相對的鋼管又提供混凝土圍束力，因此能顯著的提高鋼管混凝土柱構件之抗軸壓強度，然而為使鋼管混凝土抗彎構架具有足夠的耐震能力，單單靠柱是不可行的，其梁柱接頭也必須有良好的強度與韌性能力，而根據以往研究顯示，梁柱交會區有穩定的消能特性，因此梁柱交會區如何影響與分擔梁柱接合之消能行為，成為吾人研究焦點。 1994 年美國加州北嶺地震震出了傳統梁柱接合以背墊板在工地從事全滲透焊接合方式之缺點，再加上國內施工品質並不十分理想，因此本研究著重於工廠焊接、工地栓接之理念，設計四組以螺栓穿透構成接合方式之不同寬厚比之試體，並施加柱軸力與反覆梁端位移以模擬真實地震下結構之層間位移，期能了解梁柱交會區之韌性消能行為，並提出梁柱交會區之力學模型，希望能對於填充混凝土後之梁柱交會區有更深一層的認識。 研究結果顯示，隨著寬厚比的減少，梁柱交會區之行為不論在彈性勁度或強度方面都有所提升。且由於螺栓預力以及梁焊接之端板加勁之影響，使得梁柱交會區在彈性勁度與極限強度方面都較以往一般接合方式來得高，但由於柱腹板穿孔之影響，導致應力集中在孔位沿線，最終致使接頭在此發生破壞。

所謂滑動隔震結構是以利用滑動面摩擦來達到減少或隔離由結構基 座傳至上部結構之地震力為目的。滑動隔震支承之起始滑動摩擦力會隨 垂直地震力而改變，然而現行隔震設計並未考量垂直地震力對隔震結構 耐震效果之影響。本文主要在研究將探討垂直地震力與水平地震力共同 作用時對滑動隔震結構重要設計參數之影響，這些參數包括：隔震元件 相對於基礎之最大位移與最大樓層加速度。而上部結構則模擬為具有水 平、垂直與搖擺三自由度之動力系統。由數值模擬之結果顯示：(1)垂直 震波對滑動隔震結構整體行為之影響十分有限；(2)在考慮結構垂直與搖 擺動力特性時，垂直震波但對個別基腳與隔震支承之最大軸力則有顯著 之影響；(3) 垂直震波之主振頻率若與結構豎向振頻共振時，隔震基礎 之位移量會放大；而水平震波之主振頻率若與結構水平振頻接近時則會 放大上部結構加速度反應。

本研究以圓形鋼管混凝土柱與H 型鋼梁進行研究，主要探討交會區鋼管徑厚比與接頭型式等對力量傳遞、破壞模式及韌性行為之影響。尋求具備耐震性能，而且施工方便、品質容易控制之樑柱接頭，期望能提昇圓形鋼管混凝土之可行性。 故設計五個試體，共四種接頭型式，其中每個試體的樑、柱尺寸皆相同，接頭型式以梁翼與隔板的接合方式不同、有無內隔板及接頭區徑厚比為變化參數，藉由柱軸力與梁端施以反覆載重來觀察樑柱接頭的力變形行為。 試驗顯示由於焊接施工品質的不良，殘留應力導致柱管焊道提早破壞，所以無法觀察出接頭型式對接頭力學行為的影響。故於完成二個試體試驗後改變研究參數，以變化不同軸力的方式來探討接頭區的力變形行為。經由理論分析與實驗結果比較可發現，軸力較高時，交會區剪力變形明顯，整體韌性行為較佳。此時本文提出之新理論較能準確預測其行為，軸力較低時，交會區剪力變形較小，整體韌性表現差，此時Fukumoto 理論較準確。由Fukumoto 與本文提出之新理論模式來預測交會區的行為，其結果都在合理範圍。由柱理論分析推測試體破壞在柱管的原因在於殘留應力的影響，經比較結果顯示殘留應力大約為69MPa。

近年由地震工程學者們所提出之摩擦型阻尼器，可裝置於建物結構上以散消地震能量，達到提高結構耐震力之方法已獲得認同，並有數十案例用於補強或新建工程之中。傳統（被動型）摩擦阻尼器因起始滑動摩擦力為一固定之預設值，無法隨地震之強度發揮其最大之效用。本研究所採用之半主動型摩擦阻尼器則可配合感應子之使用，隨地震力之特性（如大小，週期等）及結構之真時反應調整阻尼器之起始滑動摩擦力，達到最佳之消能效果。同時，因為控制半主動摩擦阻尼器所需之能量極小，不會直接對結構輸入控制能，故其控制穩定性與可靠性均佳。本文針對半主動摩擦阻尼器於結構防震應用上進行理論之模擬，探討使用不同控制律時對減震效果之影響。所採用之控制律包括：開關型控制、比例位移控制、預測回饋控制、修正型振模控制、修正型最佳化控制等。其中預測回饋控制為全新之控制律。另有將主動控制理論應用於半主動控制之修正型振模控制與修正型最佳化控制。數值模擬結果顯示半主動控制若使用較佳之控制律，其減震效果確實可較被動控制佳。開關型控制(II)對於降低結構位移有卓著之效果，但其於阻尼器所在樓層有加速度放大之現象。預測回饋控制與修正型振模控制、修正型最佳化控制等連續時間控制法可使結構反應較為平順，因此其對於結構加速度之降低表現較佳。

本研究旨在探討矩形鋼管混凝土結構梁柱接頭，在反覆載重下之耐震行為，並進行實尺寸之鋼管混凝土梁柱接頭試驗，以了解最普遍之鋼管混凝土結構梁柱接頭之行為。並以規範與其他理論模型為基礎，提出本研究之理論模型，並以試驗之結果驗證比較，期使對於鋼管混凝土梁柱接頭之行為有更深的認識。 本研究利用實尺寸構架之鋼骨梁柱接頭，施加柱軸力與反覆梁端剪力以模擬鋼管混凝土結構接頭在真實地震下之行為，期能了解梁柱接頭與梁柱交會區之力學與消能行為。試驗參數為(1)鋼管寬厚比分別為33、40、50及66， (2)灌注混凝土與否。 研究結果顯示，梁柱交會區之強度及降伏強度與其中之混凝土有關，而鋼管之寬厚比越大，混凝土之效應越顯著，而梁柱交會區之勁度由於混凝土乾縮等效應之影響，當寬厚比小時，混凝土對於梁柱交會區之抗剪勁度貢獻相當小，但混凝土對於梁柱交會區之剪力降伏強度確實有所提升。本研究所提出之混凝土模型可以模擬鋼管中混凝土受軸力下強度提升之效果，而使理論值更趨合理。研究亦顯示。鋼管壁薄之試體若灌注混凝土，其混凝土可抑制梁柱交會區降伏後之變形，避免柱軸力之二次效應。

本研究選擇圓形鋼管柱與H鋼梁之接頭進行研究，在接頭型式上採用傳統外橫隔鈑之外壁接合方式，深入探討混凝土、橫隔鈑與鋼管徑厚比對接頭區之力量傳遞、破壞模式及韌性行為之影響。本研究共製作六組試體進行結構耐震行為試驗，並發展相關理論分別探討接頭各部梁、柱及交會區之力變形行為。 試驗結果顯示除了接近強柱弱梁設計之試體因梁翼鈑拉斷破壞以外，其他傾向弱柱強梁設計試體之破壞模式皆由柱挫屈所致。經由試驗參數研究發現填加混凝土、柱管較小徑厚比、交會區柱管內內隔鈑加勁處理之接頭，在強度、韌性及鋼管挫屆之延後上皆有較佳表現。經由理論分析與實驗結果之比較可發現，梁、柱及交會區理論分析在強度預測上皆有不錯的表現。

結構之地震反應可經由控制某些振模而有效減緩，此即為結構振模控制。本文提出二種震模控制相關方法，在第一種方法中，吾人係將振模控制與直接輸出回饋控制加以結合，並推導回饋增益矩陣與決定最佳振形等之計算公式，並探討了可控制振模數目與回授結構訊號用之感應子數目間之關係。由於在第一種方法中結構之可控制振模數目係受限於感應子數量，因此為增加可控制振模數目，在第二種控制法中，係根據第一種方法之理論，同時採用多步幅之回授訊號，將狀態空間矩陣與回饋增益矩陣加以擴大，如此即可在不增加感應子數目之條件下，增加可控制之振模數目。本文所建議之二種振模控制方法業經振動台實驗驗證，實驗之試體為一座高九米之三層樓足尺鋼構架，其上配置主動斜撐系統以提供控制力，有關振動台之實驗方法與設置在本文中亦詳加討論。由實驗結果顯示，第二種振模控制法雖僅使用一個感應子作為回授訊號之用，但其減震效果卻與全狀態回饋振模控制相當。

國家地震工程研究中心為推動結構耐震新技術之應用，特於其所屬之宜蘭現地實驗園區內，建構二幢五層樓實尺寸之鋼結構體，以作為實際測試各類隔震、消能元件效能之實體模型。本報告針對其中一幢鋼結構在裝設消能元件「加勁阻尼器（ADAS）」之前後進行結構強迫振動實驗，以了解該結構在加裝此種消能元件前後之實際動力特性。經由實測結果顯示，鋼結構在加上阻尼器後，X向與 Y向之基本共振頻率，由原有之0.89Hz與0.82Hz上升至1.94Hz與1.79Hz；而基本振態阻尼比則由原有之0.9％與1.4%上升至1.5％與3.8％。顯示加勁阻尼器確實會增加結構之勁度與阻尼值。另外，本報告對於扭轉振態與X、Y向之第二振態、以及各振態之振形等等亦有詳細之分析與記錄。

本報告之主要目的有二：(1)發展一套適合於本中心（國家地震工程研究中心）所屬監測系統之地震資料處理程序；(2)利用簡單之頻譜分析（spectral analysis) 技巧識別國立宜蘭農工教學大樓之自然振動頻率。地震資料處理程序主要包含量測系統誤差校正及師本於王惠敏（1988）所提之基線校正。利用此程序處理發生於1994年6月5日之南澳地震（規模6.2）；該地震傳至國立宜蘭農工教學大樓附近之地表水平向主振頻率約為0.4Hz，而垂直向則為0.6Hz。最後，利用處理後之資料識別宜蘭農工教學大樓之自然振動頻率，發現該大樓之南北向最小自然振動頻率為1.2Hz，而東西向則為1.8Hz。若假設剛性基礎，則其不同振動模態之最小自然振動頻率為1.9Hz（南北向），2.2Hz (東西向)，3.1Hz（扭轉）。以上結果與微振量測所得及理論分析所得有所差異。

本文旨在探討橋梁結構受移動車輛作用之衝擊效應，即在車速、橋梁之自然頻率等各種因素影響下，到車輛-橋梁互制振動行為進行研究，並期望能訂定更合理而簡捷之設計公式，以考慮車輛之衝擊效應。 本文以有限元素法為工具，運用子結構動態濃縮之技巧，對懸吊質量進行分析 ; 此懸吊質量可分為車身堆積質量與懸吊裝置兩部分，其中懸吊裝置係由彈簧構件及阻尼器所組成，因此得以考慮車輛振動與橋梁振動之互制作用。再以車速、橋梁之自然頻率及橋梁特徵長度組成一無因次速度參數，由分析結果可歸納得知衝擊係數與速度參數約略呈線性關係。 進一步更探討車輛振動頻率與橋梁自然頻率之頻率比、橋面粗糙度、偏心距及橋梁阻尼比等因素，對衝擊係數與速度參數間線性關係之影響。全文大致分為三部分。第一部包含第二、三章，主要是建立橋梁振動方程式、車輛運動模式與車輛-橋梁互制方程式。第二部包括第四、五章，主要是橋面粗糙度之製作、動態濃縮法及Newmark直接積分法等數值方法之原理與流程，並以前人之例題驗證計算機程式流程之可靠度。第三部為第六章，即以實例分析探討各種因素對衝擊係數之影響，並得到一般公路橋梁受車輛作用之衝擊係數建議公式。

振動產生器（Vibration Generator或稱Shaker）係用於結構強迫振動實驗中對模型結構或實體結構施加預先設定之外力（通常為簡諧外力），藉以了解結構動力行為之實驗設備。由於待測結構物本身之勁度大小與質量等不盡相同，放對振動產生器輸出外力與頻率的要求亦不相同。一般於現地實體結構實驗中，因結構的勁度與質量較大，若要結構物達到足以量測之簡諧反應，所需之振動產生器就必須能提供較大之外力，同時又要能符合易於搬運及維修等之現地實驗設備條件。 振動產生器依其外力產生之方式可分為：旋轉偏心質量（rotating eccentric mass）、電動液壓式 (electrohydraulic）、電磁式（electromagnetic） 及擺錘式(pendulum)等。旋轉偏心質量式振動產生器因具有機械構造簡單、出力上限較大、自重與出力比值較小及無需反作用施力點等特性，故已廣泛的應用於許多現地實體結構動力測析試驗中，用以判定現存結構之自然振頻、阻尼比及振形等多項動力特性。國家地震工程研究中心鑑於實體結構動力測析實驗對地震工程研究之重要，特向美國Anco技術公司購置了一組「結構強迫振動實驗系統」，該系統之主要元件為二台旋轉偏心質量式振動產生器，一適用於低頻（0.5~ 10 Hz），另一適用於高頻（0.5~30 Hz）。本文主要目的在介紹此組實驗設備之原理及性能。