結構健康診斷及控制研究---大型結構實驗驗証---子計畫：高樓抗風防震系統之研發(II)

Abstract

抗風設計是超高層大樓結構設計中最關鍵的部分，為能同時滿足結構安全及舒 適性的設計要求，常須採用結構控制技術。過去調諧質塊阻尼系統﹙TMD﹚是最常 用的高樓抗風系統，包括我國高雄東帝士大樓及台北101 大樓均採用主動式或被動 式TMD 系統作為額外的抗風機制。儘管如此，將消防水塔設計成兼具抗風減震功能 之調諧水柱消能系統﹙TLCD﹚近年來有逐漸取代TMD 的趨勢。被動式調諧阻尼系 統的缺點是它只能控制結構的第一振態反應，這對超高層大樓而言可能不足；主動 式調諧阻尼系統雖能控制多重振態的反應，但其系統設計複雜、電力需求及長期維 護等問題，增加許多不確定性，中國大陸南京電視塔主動式調諧阻尼系統的失敗足 為殷鑒。因此，高樓抗風減震設計的策略，應以被動式調諧阻尼系統控制結構之第 一振態反應為主，並配合其他消能裝置分佈於適當位置控制高振態反應。本計畫擬 以三年的時間，進行高樓抗風減震系統之研發。第一年﹙執行中﹚已針對調諧水柱 系統與金屬降伏型消能器的力學特性進行理論與數值分析模式之探討，並進行初步 之元件設計與測試；第二年將利用總計畫所提供的五層樓結構模型，在國家地震工 程研究中心進行減振性能測試；第三年將針對減振系統之元件設計缺失進行改良， 繼續完成元件試驗及振動台試驗，並建立一套最佳化設計流程，以提供未來工程應 用之參考。