結構健康診斷及控制研究--大型結構實驗驗証---子計畫：應用類神經網路技術於房屋結構之非線性系統識別、損壞診斷以及健康監測(I)

Abstract

以往結構耐震設計之觀念已逐漸由韌性設計慢慢轉變為功能設計（performance design），而對結構之功能要求也逐漸朝向智慧型結構（intelligent structure）來發展。結 構健康監測系統（structural health monitoring system）為掌握智慧型結構之生命週期中結 構安全性的重要關鍵，因此近二十年來，關於此議題的研究逐漸的被地震工程研究人員 所重視並蓬勃地進行。在一完善的結構健康監測系統之中，破壞檢測系統（damage detection system）主宰了結構體之安全與維護之功能，當結構體因材料之退化或是因強 大外力之作用下而產生破壞時，良好的結構破壞檢測系統能夠根據適當的量測資料適時 發出破壞發生之警訊，同時提供破壞之位置並評估破壞的程度等訊息，以供維修人員對 該結構進行適當之處置。 此外，台灣地處板塊交接處且島內分佈多條地震發生頻繁的斷層帶，每年發生的大 小地震不勝枚舉，當較大的地震發生時，結構系統便可能會產生非線性的行為。而結構 系統之非線性行為往往主宰了結構系統的安全問題，因此，若能經由對結構非線性行為 模式之識別，便能更準確的分析與預期結構的非線性行為，也就愈能掌握結構在較大地 震中的動態反應而達到降低結構不安全的疑慮。 因此，本研究配合台大羅俊雄 教授向國科會永續會所提之整合型計畫－「結構健 康診斷及控制研究：大型實驗驗證」，將研究之重點著重在房屋結構破壞檢測系統之開 發，以及結構系統非線性行為之識別兩個方面，以期透過這兩個研究主題，建立結構體 安全監測系統之架構。本計畫將以人工智慧中應用相當成功的類神經網路，作為發展結 構非線性系統識別模型、結構之損壞診斷、狀況評估的工具。本研究配合國科會永續會 之整合型計畫之分年研究重點，預計以三年的時間進行相關研究工作，本計畫為第一年 度之研究案。所需之試體結構為國家地震工程研究中心（NCREE）設計之Benchmark Model，該Benchmark Model 將於中心之地震模擬振動臺上進行相關之動力實驗。