非線性滾動隔震阻尼系統之動力分析

非線性滾動隔震系統，已經證明具隔震效果，且可避免因近斷層的共振效應，但尚未考慮阻尼的消能行為。因此，本研究即延續非線性滾動隔震之研究，探討將此隔震器外接阻尼器之相關動力行為與驗證。外接阻尼器連接地表與圓形隔震器圓心，因此阻尼力與圓心之速度呈線性關係。首先以Lagrange's equation進行運動方程式的推導，接著進行自由振動的數值模擬，了解此非線性隔震器外接阻尼器後的擺盪行為。繼而以0.5倍、1倍、2倍系統線性化頻率的地表擾動sine波，進行強迫振動之歷時分析，模擬地表加速度之頻率對質塊反應之影響。最後比較有無加裝阻尼的反應差別。經數值模擬結果發現，有阻尼下的位移與加速度皆小於無阻尼隔震。當隔震器的行為接近線性時，隔震反應之衰減行為接近線性系統之衰減理論。又因為阻尼的消能效果，隔震器的振幅隨時間遞減，而振幅的遞減也同樣使隔震器擺盪周期隨時間遞減。因此，本文所探討之非線性滾動隔震系統加裝阻尼實屬可行。經由適當之設計，隔震器即可發揮效果，有效降低結構之反應。