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Tech
Notes
技術專文

困難。
圖八、廠房監測感應計佈設位置示意圖 ( 立面圖 )
經過多年努力，交通大學土木工程
系研究團隊整合前述關鍵技術所發
展之結構損傷探測技術，業經一系
列振動台地震模擬試驗，充分驗證
其應用於建築結構之可行性 [10-18] 。
目前，研究團隊亦已選定一特定廠
房進行現地監測示範計畫，將根據
實測之廠房地震反應評估結構健康
狀 況， 進 一 步 確 認 這 項 state-of-
the-art 技術之實用性，進而推向
state-of-the-practice 之境界，協助
加速規設置位置 科技業解決惱人的震害問題。

結構破壞偵測觀念之啟蒙和技術發 測對象。在系統識別方面，應儘可 結語
展，源於 1960 年代初期軍事與航 能選擇所需資料最少、直接應用量
太工業上的需求。最初是針對機械 測訊號﹙不必再經數值微分或積分
– 現行耐震設計規範不能滿足科技
設備的故障進行診斷，後來逐漸應 等加工﹚的方法，損傷探測方面，
廠房在中、小地震下維持正常運
用於其他領域，近年來亦為土木工 則須選擇對結構的損傷有高度敏感 轉的功能要求。
程界相當重視之研究課題。建築物 性，不需仰賴高頻振態資訊﹙因 – 僅針對設備進行防震加固措施成
在經歷較大的地震後，確認其結構 不易被激發﹚，且能由全域反應 效有限，應整體考量廠房結構之
是否健全如初，足以抵禦下一波的 (global responses) 定位出局部破壞 耐震補強。
地震侵襲，乃震害防治工作之重要 (local damages) 的方法。至今最可 – 軟弱層問題是科技廠房震害損失
一環。發展結構損傷探測與健康診 靠的結構損傷探測技術應推「損傷 主要根源。此一結構設計盲點不
斷技術，針對重要建築物﹙如科技
定位向量法」（Damage Locating 只存在於既有廠房中，新建（含
廠房﹚進行振動反應監測與震後快 Vector， 簡 稱 DLV 法 ）。「 損 傷 規 劃 設 計 ） 之 廠 房 也 仍 未 見 修
速評估，及時發現問題，必要時予
定位向量法」是基於柔度矩陣所發 正。
以修復補強，將有助於降低震害風
展之結構損傷探測方法，凡在損傷 – 科技廠房補強策略應以弱層加勁
險。台灣地震發生頻繁，以震測資
定位向量荷載下之桿件應力趨近於 為主、消能減震為輔。補強設計
料為基礎所發展的結構健康監測系
零者，即為潛在之受損桿件。損傷 若得宜，可有效降低中、小地震
統 (Structural Health Monitoring)
定位向量可由結構受損前後之柔度 之震害風險。
具實用價值。
矩陣變化進行奇異值分解得到，柔 – 成 熟 的 結 構 損 傷 探 測 技 術 可 利
結構健康診斷系統須以成熟的動態 用震測資料由結構（廠房）之
度矩陣則利用系統識別分析結果，
試驗、動態監測、系統識別及損傷 Global Responses 診 斷 出 Local
由結構之狀態空間系統矩陣萃取而
探測等技術為基礎，配合適當的健 Damages。無論是單一或複數
得。而系統識別分析則以信息矩
康診斷指標作為評估依據方能克竟 樓層受損，受損樓層都能定位出
陣系統識別法 (System Realization
其功。在動態試驗方面，因建築結 來。
using Information Matrix， 簡 稱
構規模龐大，人為敲擊或激振測試 – 科 技 廠 房 建 置 結 構 健 康 監 測 系
SRIM) 最為全面而精準，它是在離
因輸入的能量有限，無法有效激發 統，可於地震後快速進行結構安
散時間狀態空間模型下，由系統輸
結構主要振態之反應。地震是大自 全體檢，及早採取因應措施，有
入 - 輸出訊號之相關函數識別出等
然提供結構動態反應最有效的足尺 效降低震害風險，同時建立廠房
效之狀態空間系統矩陣。
試驗，它所提供的擾動能量遠超過 結構補強的設計標準。
任何人為測試方法，足以將結構動 科技廠房因隔間牆很少，比起一般 – 凡 建 置 結 構 健 康 監 測 系 統 並 確
態行為激發出來，乃結構系統識別 住宅或辦公大樓，其結構行為相對 實執行安全評估者，風險相對降
分析最可靠的資料來源。在動態 單純，動力特性鮮明，加上軟弱層 低，應能爭取更多之保費減免。
反應監測方面，由於加速度的量測 效應顯著，若能適當佈設無線感應
不需參考點，且加速規體積小、質 裝置（如 圖八、九所示），欲由結構
量輕、成本低，因此極適合作為監 振動反應清楚識別出動力特徵並不

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