先進地震工程模擬實驗技術研究-隔減震結構與複合模擬-含金屬制震裝置構架耐震設計與複合實驗技術研究(總計畫及子計畫一)(I)

專案詳細資料

Description

現今採用被動式隔震系統之設備物,其作法乃藉由加裝較低勁度之隔震器於設備下方,來延長設備物之振動週期,以避開基底震動之主要頻率內涵,並適度增加隔震層之阻尼來抑制隔震位移。相關學術研究與實務應用已證明,設計良好之被動隔震系統在大地震時,能有效降低設備物之絕對加速度,保護設備物不因地震力損壞。然而,被動隔震系統對不同地震力有不同之最佳阻尼設計,且避免被動隔震系統於非地震力之外力施加時,即讓隔震層開始運動,其隔震系統常設計具一較大之摩擦阻尼,使隔震層需克服初始摩擦方可啟動,維持穩定性。然而,在克服最大靜摩擦力前,此摩擦也將束制隔震層位移,導致地震主震波來臨前或中小度地震時,隔震系統無法有效隔絕地震力。特別是中小度地震,其發生之頻率每年高達上百次,如無法有效將其隔絕,或可造成高科技廠可觀之經濟損失。有鑑於此,本研究旨在研發設備物之主動隔震系統,地震來臨時藉由致動器控制隔震滑台移動,達到隔震效果。傳統天鉤隔振控制律使用系統之絕對速度作為回饋,然為了增加系統之隔震效果與穩健性,本研究提出狀態擴展之狀態空間表示式,使狀態變數含括基底加速度直接積分、滑台之位移、速度與位移積分等訊號回饋,從而提出適用於主動隔震系統之基底加速度積分回饋天鉤控制律,期可充分掌握主動隔震系統之動態特徵與設計控制增益。此外,配合致動器可採用位移或速度控制,從而克服摩擦影響,可更有效控制滑台之絕對加速度於中小型地震。再者,與一般被動隔震系統不同,由於研發之控制律係考量基底震動之輸入,因此可藉由控制律,大幅提高主動隔震系統之阻尼比,而不影響隔震效果,可使設備物受到非基底震動之外力作用時,隔震層仍可有效控制,相較傳統被動隔震系統,展現更高適應性之控制效果。本研究更進一步考慮,地震來臨時,由於主動隔震系統與設備物裝設在廠房結構上,設備物主要承受之擾動為所在樓板之絕對加速度,其與地表加速度相比,可能因結構物影響而被放大,基底振動之頻率內涵也將受結構影響而改變。且由於高科技廠房部分設備物之重量較大,主動隔震系統運作時,其反力可能與廠房結構產生互制行為,為完整掌握主動隔震系統與結構於地震力下其整體之動態反應,需進一步採用即時複合實驗技術,結構上之主動隔震設備物之採實際振動台實驗,振動台所即時輸出之加速度,為即時計算數值模擬廠房結構之樓板加速度反應,以完整驗證主動隔震系統之控制效益與隔震效果。
狀態進行中
有效的開始/結束日期1/11/2131/07/22

聯合國永續發展目標

聯合國會員國於 2015 年同意 17 項全球永續發展目標 (SDG),以終結貧困、保護地球並確保全體的興盛繁榮。此專案有助於以下永續發展目標:

  • SDG 9 - 產業、創新與基礎設施
  • SDG 11 - 永續發展的城市與社群

Keywords

  • 設備物隔震
  • 主動控制
  • 天鉤控制律
  • 設備結構互制行為
  • 複合模擬
  • 複合實驗
  • 振動台試驗
  • 地震工程

指紋

探索此專案觸及的研究主題。這些標籤是根據基礎獎勵/補助款而產生。共同形成了獨特的指紋。