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系統識別號 U0026-2607201817183000
論文名稱(中文) HHT應用於實尺寸鋼構屋動力分析之研究
論文名稱(英文) Application of HHT for the Dynamic Analyses of a Full-scale Steel Building
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 106
學期 2
出版年 107
研究生(中文) 顏崧淵
研究生(英文) Song-Yuan Yan
學號 N66054166
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 123頁
口試委員 指導教授-朱聖浩
口試委員-徐德修
口試委員-方一匡
口試委員-鍾興陽
口試委員-徐偉朝
中文關鍵字 HHT  經驗模態分解法  火害  實尺寸鋼構屋  動力實驗  CD22雷射位移計  MK-155U離心質量機系統  自然頻率 
英文關鍵字 HHT  Empirical Mode Decomposition  Fire test  Full scale steel building  Dynamic experiment  CD22 Laser Displacement Meter  MK-155U Eccentric Mass Vibrator System  Natural frequency 
學科別分類
中文摘要 台灣主要建築材料為鋼筋混凝土及鋼結構。由於鋼結構經過火害後是無法修復,故而探討火害導致建築物的毀損,因此藉由成功大學與內政部研究所合作的火害計畫,是國內少有大型鋼構屋的火害實驗,利用成功大學歸仁校區所搭建實尺寸鋼構實驗屋進行火害實驗,其中我們所負責火害之動力實驗。
動力實驗使用MK-155U 離心質量激震系統(激震器)使結構物產生搖動,並以加速度計、雷射位移計來量測結構物的加速度與位移,再透過希爾伯特-黃轉換(Hilbert-Huang Transform)來找出結構物自然頻率,來探討結構物受損的動態特性。
整體而言,以本研究結果顯示希爾伯特-黃轉換之瞬時頻率、瞬時振幅跟gf.exe程式進行暫態FFT轉換相較下來得好,運用到本實驗的鋼結構屋得到結果顯示,火害前共振頻率為3.9 Hz,經火害後共振頻率到3.8 Hz、最大位移值變大、最大加速度變小。
英文摘要 The main building materials in Taiwan are reinforced concrete and steel structure. Since the steel structure cannot be repaired after the fire damage, so the mainly research of this paper is discussing the damage of buildings caused by fire damage. Architecture and Building Research Institute (ABRI) and National Cheng Kung University had a fire project; there are few large-scale steel house fire experiments in Taiwan. We use the full-scale steel building to perform an actual dynamic experiment.
In the dynamic experiment, use the MK-155U Eccentric Mass Vibrator System to shake the structure. Measure the acceleration and laser displacement meter to analyze the dynamic behavior of the structure. Therefore, the Hilbert-Huang Transform is used to find out the natural frequency, to explore the dynamic characteristics of the structure.
Overall, the results show that the instantaneous frequency and instantaneous amplitude of Hilbert-Huang Transform is better than that of the Gf.exe program. The resonant frequency of the steel house is 3.9 Hz before the fire damage, and the resonant frequency is 3.8 Hz, maximum displacement value and maximum acceleration become smaller.
論文目次 目錄
摘要 I
Extended Abstract II
致謝 V
目錄 VI
表目錄 IX
圖目錄 X
第1章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 文獻架構 3
第2章 基礎理論 4
2.1 希爾伯特-黃轉換 4
2.2 經驗模態分解法EMD 6
2.3 本質模態函數(IMF) 15
2.4 Hibert Transform希爾伯特轉換 16
2.5 Hilbert Spectrum希爾伯特頻譜 17
2.6 希爾伯特邊際頻譜 18
2.7 Ensemble Empirical Mode Decomposition 總體經驗模態分解法 18
第3章 現場實驗 22
3.1 實驗目的 22
3.2 實驗儀器 24
3.2.1 積分器 24
3.2.2 資料擷取卡 26
3.2.3 加速度規 28
3.2.4 雷射位移計 30
3.2.5 CD22訊號放大器 32
3.2.6 MK-155U 離心質量激震器 33
3.3 實驗流程 34
3.3.1 雷射位移計架設 34
3.3.2 加速度計架設 39
3.3.3 MK-155U 離心質量激震器操作 43
第4章 程式介紹 51
4.1 aa.exe 程式 51
4.2 gf.exe程式 53
4.2.1 File 53
4.2.2 View 54
4.2.3 State 54
4.2.4 其它 54
4.2.5 File範例 55
4.2.6 View範例 60
4.2.7 State範例 64
4.2.8 其它範例 71
第5章 結果分析與討論 82
5.1 雷射位移計數據 83
5.1.1 火害前雷射位移計數據 83
5.1.2 火害後雷射位移計第一次數據 85
5.1.3 火害後雷射位移計第二次數據 86
5.1.4 火害前後雷射位移計數據比較 92
5.2 加速度數據 100
5.2.1 火害前加速度數據 101
5.2.2 火害後加速度第一次數據 103
5.2.3 火害後加速度第二次數據 105
5.2.4 火害前後加速度數據比較 108
5.3 分析結果 116
第6章 結論 121
參考文獻 123
參考文獻 參考文獻
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