液流阻尼器在高科技厂房之减震应用课件.ppt

1、高強度的套筒 活塞桿及活塞片 黏滯性的液體目的：藉由內部液體由阻尼器的一側經過活塞片與套筒間的縫隙流至另一側，運動過程中，活塞兩側之壓力差，即為產生之阻尼力。圖圖1 1 阻尼器示意圖阻尼器示意圖本高科技廠房為地上六層樓，地下二層樓。佔地面積為64.35m84.00m(約為0.54公頃)，高度為31.2m。僅就地面上樓層加以分析討論。第1、4二層樓為軟弱層。圖圖2 2 n各樓層的細部說明:n一樓高度為7.2m，樓版厚度為60cm，且配合無塵室之設計，於樓地板面計每60cm間隔的孔洞，以利通風除塵，每個開孔的直徑為35cm。為了分析上的方便，其中開孔樓版以密閉樓版設定(2.4t/m3)調整為1.7

2、4t/m3。樓版所承受的活載重為1000kgf/m2，結構模型平面如次頁圖3所示。圖圖3 3 一樓平面圖一樓平面圖二樓高度為6.3m。活載重為300kgf/m2。結構模型平面圖如右。圖圖4 4 二樓平面圖二樓平面圖n三樓高度為3.7m。活載重為750kgf/m2，結構模型平面圖如右。圖圖5 5 三樓平面圖三樓平面圖四樓高度為7.2m，樓版厚度為60cm，且配合無塵室之設計，於樓地板面計每60cm間隔的孔洞，以利通風除塵，每個開孔的直徑為35cm。為了分析上的方便，其中開孔樓版以密閉樓版設定(2.4t/m3)調整為1.74t/m3。樓版所承受的活載重為1000kgf/m2。結構模型平面如次頁圖6

3、所示。圖圖6 6 四樓平面圖四樓平面圖五樓高度為6.3m。活載重為300kgf/m2，結構平面圖如右圖所示。圖圖7 7 五樓平面圖五樓平面圖六樓高度為3.7m。活載重為200kgf/m2，結構模型平面圖如右。圖圖8 8 六樓平面圖六樓平面圖高科技廠房的佔地廣闊(5405.4平方公尺),使用的桿件數目超過400根/story,還有一些特殊的建築需求的設計(樓版),使得模型的建立仍不甚完備。依據動力分析所得結果，X方向的基本振動週期為1.01秒，Y方向為0.7秒，符合規範規定。本研究對於液流阻尼器之設置，僅在結構體的外圍柱間裝設，且搭接方式為對角配接，所使用阻尼器之編號及對應之阻尼係數，如下表。表

4、表1 1 阻尼器編號及其係數阻尼器編號及其係數考慮三大類型，分別建立結構模型進行有限元素數值分析:第一類：未加裝阻尼元件之原結構 尚未加裝任何液流阻尼器的空結構模型，如次頁圖9所示。以便取得原結構在地震橫力下，所呈現之基本動力反應。圖圖9 9第二類：針對相同的軟弱層配置不同液流 阻尼器 探討此具軟弱層之特殊結構，如欲增強其耐震能力，液流阻尼器應優先配置之位置。因此，考慮優先增強軟弱層的勁度及強度，以各種不同阻尼係數之液流阻尼器，分別配置在結構體的第一樓層和第四樓層等兩種不同情形加以討論，詳見次頁圖10、圖11所示。圖圖10 10 液流阻尼器配置於第一樓層圖圖11 11 液流阻尼器配置於第四樓層

5、結構體1樓及4樓配置液阻器，如下圖圖圖1212結構體1、2樓皆配置液阻器，如下圖。圖圖1313結構體各樓層皆配置液阻器，如下圖。圖圖1414 採用EL Centro地震歷時作為動力分析時之外力，作用方向為X向。010203040-4-2024圖圖15151.觀察節點反應及桿件應力：在X-Z平面上觀察L-1格線，依次為6樓、5樓、4樓、3樓、2樓及1樓之節點，用來觀測節點最大加速度(cm/s2)。各樓版設為rigid diaphragm(D1、D2、D3、D4、D5、D6)，觀察其形心的位移量(cm)。表2 配置C100在軟弱層的加速度控制率 樓層加速度 控制率(%)654321C100阻尼器在

6、1樓17.1416.1217.8917.2316.6917.40C100阻尼器在4樓13.6912.5213.3813.8311.9512.99C100阻尼器在1、4樓19.9818.8920.119.8120.1219.87表3 配置C100在軟弱層的位移控制率 樓層位移 控制率(%)654321C100阻尼器在1樓17.1316.9116.3617.1316.9917.21C100阻尼器在4樓13.1212.3213.4813.5211.1212.94C100阻尼器在1、4樓19.8119.2120.1220.0919.0119.43圖圖16 16 加速度控制率加速度控制率圖圖17 17

7、位移控制率位移控制率表4 配置C200在軟弱層的加速度控制率 樓層加速度控制率(%)654321C200阻尼器在1樓19.9820.0119.5419.7918.9819.04C200阻尼器在4樓15.1214.2315.3615.1214.1315.01C200阻尼器在1、4樓27.1326.2228.0128.1327.3427.91表5 配置C200在軟弱層的位移控制率 樓層位移控制率(%)654321C200阻尼器在1樓19.6719.0219.5919.7918.6718.34C200阻尼器在4樓15.0214.9314.5615.7515.0116.13C200阻尼器在1、4樓28

8、.0226.7627.7927.9928.1228.39圖圖18 18 加速度控制率加速度控制率圖圖19 19 位移控制率位移控制率表6 位移控制率 樓層 位移控制率(%)654321C100阻尼器在1、2樓25.1324.1225.9825.4324.1325.72C100阻尼器在15樓30.1229.5630.3431.2329.1231.98表7 加速度控制率 樓層 加速度控制率(%)54321C100阻尼器在1、2樓25.8724.3225.1525.5624.1124.98C100阻尼器15 樓30.4329.3431.7630.3229.9930.13圖圖20 20 加速度控制率加

9、速度控制率圖圖21 21 位移控制率位移控制率 樓層 位移控制率(%)654321C200阻尼器1、2樓31.1329.1832.1930.9829.9831.91C200阻尼器在15樓35.1333.8035.1236.9435.6736.09表9 加速度控制率 樓層 加速度控制率(%)654321C200阻尼器1、2樓30.9831.2331.9433.8129.4630.12C200阻尼器在15樓35.8733.4136.2934.7834.9836.98表8 位移控制率圖圖22 22 加速度控制率加速度控制率圖圖23 23 位移控制率位移控制率010203040-800-4000400800-圖圖2424l本實例中僅採用阻尼係數100KN*s/mm及200KN*s/mm的液流阻尼器，。l 具有軟弱層的結構物，適當加裝阻尼器後，在結構的位移和加速度方面，都可獲得不錯的改善。l以控制率為比較之標準時，當結構物具有2個軟弱層時，優先配置阻尼器的順序(以本實例中分析之廠房為例)為：配置於整樓層者優於配置於1至3樓者，且均優於僅配置阻尼器於軟弱樓層者。僅配置軟弱層僅配置軟弱層配置配置13樓樓整樓配置整樓配置 優優