建筑结构强震资料在房屋损坏诊断工程之应用.PDF

建築結構強震資料在房屋損壞診斷工程之應用 1 2 2 3 林其璋 朱世禹 洪李陵 姚昭智 1國立中興大學土木工程學系 2國立成功大學土木工程學系 3國立成功大學建築系 陳榮裕 許文偉 中央氣象局地震測報中心 子計畫一：不規則建築結構損壞指標建立與損壞模式判別 林其璋 王哲夫 楊淳皓 摘 要 本文依扭轉耦合結構動力方程式，發展不規則建築結構層間損壞指標 (Story Damage Index of Torsionally Coupled Buildings, SDITC) ，期能精確進行結構震後損 壞評估。除損壞立面分佈，本損壞指標同時考慮損壞前後剛心位置的變化，以判 別單一層間之損壞平面位置。本文將針對台東 消防分隊大樓建築結構，應用 系統識別技巧對本結構於 年 月 日台東卑南地震損壞前後之實測地震 SRIM 2006 4 1 紀錄，進行結構模態參數識別與損壞指標計算，並與實際現場勘驗結果進行比 較，以驗證損壞指標之實用性。 ABSTRACT In this study, a story damage index for torsionally-coupled buildings (SDITC) is developed. Besides assessing the damage severity along the height, the damage location in a specific story can be estimated. This index is applied to the damage assessment of the Taitung Fire Department Building RC buildings. With the SRIM identification technique, it is shown that these damage indices agree fairly well with the results of the visual inspection, and are valuable in practical application. 1 壹、前 言 量測輸入外力及其引致之動態反應，藉由訊號處理與系統識別技巧求得結構 參數後，可計算損壞指標來評估結構之損壞程度及損壞位置。一般損壞指標可分 為以振動反應[1]及以結構參數為基礎；後者計算程序上較為複雜但結果可靠，可 細分為模態頻率型、振態型、及模態頻率聯合振態型三類。模態曲率指標 (Modal curvature index) [2] 、模態確証準則(Modal Assurance Criterion, MAC) [3] 、及座標 模態確証準則 (Co-Ordinate MAC, COMAC) [4]均被廣泛應用之振態型損壞指標。 研究顯示 [5] ，振態型指標在某些案例裡對損壞極不敏感。以同時考慮模態頻率及 振態來偵測損壞發生與損壞位置優於前者，例如，模態柔度損壞指標(Modal flexibility damage index) [2]以及Wang 等人[6]建立之層間損壞指標 SDI及 ASDI 。 過去發展之損壞指標多適用於平面結構。本研究擬考慮扭轉耦合效應建立層間損 壞指標，除可得到更精確之層間損壞程度外，並利用剛心位置判斷單一層間平面 損壞位置。本文將依據台東消房大樓於 2006 年台東卑南地震損壞前後之實測地 震紀錄進行損壞指標計算，並與實際現場勘驗結果