半主動控制元件與結構分析程式之整合

本研究將過去國家地震工程研究中心所建立的磁流變減震器（Magneto-Rheological damper，簡稱MR damper）數值模型，導入結構分析程式，以供後續進行具MR damper結構物的各式耐震行為動力分析。本中心過去分別針對3kN、300kN與20kN磁流變減震器（MR damper）進行一系列的性能測試，測試磁流變減震器在各種外力與控制指令下之反應。接著運用性能測試結果與系統識別的理論，識別出各磁流變減震器的數值分析模型，並以其他性能測試資料作驗證。民國90年間以3kN磁流變減震器進行半主動控制樓房結構之震動台測試；民國91年結合300kN磁流變減震器與高性能橡膠支承墊進行半主動控制基底隔震系統之震動台測試；民國92年則結合20kN磁流變減震器與滑動單擺支承墊進行複合控制基底隔震系統之震動台測試。各試驗結果均顯示，半主動控制系統可以有效地運用在結構物上，降低結構物在地震的反應。不論大小震度的地震力，均能有最佳化的控制效果。由於加裝控制系統後，結構物的行為將控制在彈性範圍內，主要的非線性行為均集中在控制元件上。因此以控制元件精準數值分析模型為分析的主要考量，測試結構的數值分析模型則以大幅簡化，減低數值分析與控制系統設計的負擔。近年來構分析程式蓬勃發展，對各種結構行為的模擬均十分有效。本研究將半主動控制元件的數值分析模型與OpenSees結構分析程式作整合，如此一來可以進行半主動控制系統於大型、複雜與實際的結構應用分析，結構系統可以有不同的變化，分析的範圍可以更加廣泛。