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技師◆結構動力分析與耐震設計
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97年 - 97年專門職業及技術人員高等建築師、技師暨普通記帳士、97年第二次高等暨普通消防設備人員、普通不動產經紀人結構工程技師#37168
> 申論題
題組內容
一、一具傳統阻尼特性之二層樓平面剪力樓房結構,如下圖所示,u
1
及 u
2
為其自由度。 其中每層樓的質量均為 m=1500kg,且每個樓層的側向勁度皆為 k(未知)。若經 由系統識別方式得知本結構各模態之自然振動週期為T
1
=0.197 sec 及T
2
=0.0752 sec, 且各模態之阻尼比皆為 5%,請回答下列問題:
⑶請計算此樓房結構之阻尼係數矩陣。(10 分)
相關申論題
⑴若樓層的側向勁度 k 可表示為 p×10 q N/m,其中 p 為個位數整數而 q 為整數,請 問 p 及 q 值各為何?(10 分)
#105153
⑵請計算此結構系統各模態之振態向量(將自由度 u1 相應之振態值正規化為 1)。 (5 分)
#105154
⑷當應用「多振態反應譜疊加法」計算結構反應的分析過程中,是否必需建立此一 阻尼係數矩陣?(5 分)
#105156
⑴若結構依「避免最大考量地震崩塌之設計地震力 VM」設計時,依規範原意,結 構於最大考量地震作用下應不致產生崩塌,但何以規範規定需再作「極限層剪力 強度之檢核」?請說明之。(10 分)
#105157
⑵許多建築物之抗側力垂直構件的斷面尺寸(及配筋)係由下樓層往上樓層每三至 五個樓層變換一次斷面設計,請從「極限層剪力強度之檢核」的觀點來評論此類 設計方式之缺點。(10 分)
#105158
⑴一具阻尼比 2%之單自由度結構承受 Tn /Tf=1 的簡諧外力作用,為降低其振動反 應,故加裝被動消能元件使其整體結構阻尼比增加到 20%(假設 Tn 不變),請 問加裝消能元件後之位移反應與加裝前位移反應的比值為何?另若此結構係承受 Tn/Tf=1.5 的簡諧外力作用時,在相同條件下其位移反應的比值又為何?(10 分)
#105159
⑵請由「位移放大係數與週期比的關係圖」及問題⑴之計算結果,說明在何種情況 下結構裝設被動消能元件,於受震時能獲得較大的減振效益。(10 分)
#105160
⑶請利用「位移放大係數與週期比的關係圖」,說明當結構的阻尼比大於 5%時, 何以耐震設計規範中所訂定的短週期阻尼修正係數 BS 大於長週期阻尼修正係數 B1。(10 分)
#105161
(二)若欲減少隔震建築物之隔震系統因受地震作用下的位移反應,請問應於隔震系統 裝設那一類被動消能元件(金屬降伏元件、摩擦消能元件、固態黏彈性元件、液 態黏彈性元件或液態黏滯元件),會有較佳的效果?並請說明其原因。(10 分)
#105163
四、建築物耐震設計準則規定,建築物至少要能達到「小震不壞、中震可修、大震不倒」的耐震標準。試說明:何謂韌性設計與如何在鋼筋混凝土(RC)耐震設計中達到這樣的目標?(25 分)
#557886
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