| 摘要 |
隔震系統以其柔度阻絕地震力之傳輸路徑，卻帶來隔震層相當可觀之
位移，消能機制遂不可或缺，阻尼量過猶不及，均無法兼顧結構耐震及隔
震層位移之需求。有鑑於此，本文旨在探討隔震系統之最佳消能參數，主
要分為兩部分；線性黏滯消能隔震系統部分，單自由度結構經隔震後成二
自由度系統，在白雜訊地表加速度之作用下，使結構絕對加速度之均方最
小化，從而求取隔震系統之最佳阻尼比。若結構為剛體或無阻尼，從理論
推導，求得隔震系統阻尼比之最佳設計公式。若結構具阻尼，從最小化，
得最佳阻尼比之一元四次方程式，工程師利用商用軟體，可解之。此外，
本文更彙整最佳化結果，製作成設計圖表，供工程師參考。摩擦消能隔震
系統部分，將系統以狀態方程式表示，定義出目標函數，利用變分法將該
目標函數予以最小化，可得三組方程式與兩組邊界條件，透過方程式與邊
界條件，以數值迭代法即可求得摩擦消能系統之最佳化設計參數，並在五
組隨機地表加速度下，變換結構參數，並由數值方法求得相應之最佳參數，
配合以迴歸分析，從而建立設計公式。最後，以隨機、El Centro 及TAP097
測站測得之331 地震地表加速度驗證本文所提最佳消能參數之可行性，雖
然三者均非用以建立公式之設計地表加速度，但以最佳消能參數所設計之
隔震系統，其隔震效果與實際最佳之情況，相當接近，結構之加速度比僅
微幅上升，而隔震層之位移卻小幅下降。因此，本文所提之最佳阻尼比，
實屬可行，可供工程師作隔震系統初步設計之用。 |
中心技術報告