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圖一 梁柱及結點編號示意圖 |
圖二 1C2軸力彎矩互制曲線簡化圖 |
數值分析
分析者／賴紋淇、翁元滔
一、分析軟體
採用張劉權所撰寫的PISA2D（Platform of Inelastic Structure Analysis for 2D Systems）來進行結構動力分析，並利用張劉權所撰寫的VISA2D(Visualization of Inelastic StructureAnalysis for Dsystems)來檢視結構之塑鉸大小與變形之分佈狀態。
二、分析模型之建立
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圖一 梁柱及結點編號示意圖 |
圖二 1C2軸力彎矩互制曲線簡化圖 |
原三維構架有兩個抗彎構架，二分之一全構架之各樓層質量假設有三種情形：
（1）M1：M2：M3 = 1.0：1.0：0.8，也就是3樓247.65kN-sec2/m，1、2樓316.09 kN-sec2/m
（2）M1：M2：M3 = 1.0：0.8：1.0，也就是2樓247.65kN-sec2/m，1、3樓316.09 kN-sec2/m
（3）M1：M2：M3 = 0.93：0.93：0.93，也就是每層皆293.96 kN-sec2/m
在分析構架外設一虛柱（leaning column），以反應構架二次彎矩之效應。虛柱上每層所施加之載重為1.1（靜載重+0.25活載重），其中靜載重為不包括抗彎構架自重之每層樓自重，每層樓之活載重為1409.61kN。最後算出虛柱上每層所需施加之載重為：1樓3446.01kN，2樓3453.29kN，3樓2809.82kN。
在分析模型中柱採用BeamColumn(bilinear)的元素，梁採用BeamColumn(hardening)的元素，虛柱則採用Truss(Bilinear)的元素。其中在柱的部分，依據試體規劃中的材料強度，可畫出軸力彎矩互制曲線，以圖一中1C2柱為例，其雙線性降伏規則之輸入為其軸力彎矩互制曲線之簡化，如圖二所示。
在分析模型中，構架之阻尼比假設為2%。
三、地震反應譜
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圖三 TCU082之地表加速度反應譜 |
圖四 LP89g04之地表加速度反應譜 |
四、分析結果
（一）TCU082：50年超越機率2%，PGA=0.622g，回歸期為2500年
（其中M1、M2、M3分別代表一、二、三樓的質量）
（model1）M1：M2：M3=1.0：1.0：0.8
(1)能量分佈圖
(2)樓層位移圖、層間位移角圖
(3)樓層剪力圖、樓層側推力圖
（model2）M1：M2：M3=1.0：0.8：1.0
(1)能量分佈圖
(2)樓層位移圖、層間位移角圖
(3)樓層剪力圖、樓層側推力圖
（model3）M1：M2：M3=0.93：0.93：0.93
(1)能量分佈圖
(2)樓層位移圖、層間位移角圖
(3)樓層剪力圖、樓層側推力圖
（二）連續地震分析：由四個地震組合而成，順序為：
(1)TCU082：50年超越機率50% ，PGA=0.276g，回歸期為75年
(2)LP89g04：50年超越機率10%，PGA=0.426g，回歸期為475年
(3)TCU082：50年超越機率2%，PGA=0.622g，回歸期為2500年
(4)LP89g04：50年超越機率10%，PGA=0.426g，回歸期為475年
（mode4）M1：M2：M3=1.0：1.0：0.8
(1)能量分佈圖
(2)樓層位移圖、層間位移角圖
(3)樓層剪力圖、樓層側推力圖
(4)樓層剪力樓層位移關係圖
（mode5）M1：M2：M3=1.0：0.8：1.0
(1)能量分佈圖
(2)樓層位移圖、層間位移角圖
(3)樓層剪力圖、樓層側推力圖
(4)樓層剪力樓層位移關係圖
（mode6）M1：M2：M3=0.93：0.93：0.93
(1)能量分佈圖
(2)樓層位移圖、層間位移角圖
(3)樓層剪力圖、樓層側推力圖
(4)樓層剪力樓層位移關係圖
