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102年公務人員升官等考試、102年關務人員升官等考試
102年交通事業郵政、港務、公路人員升資考試試題
代號：
15340
等別(級)： 簡任
類科(別)： 結構工程
科 目： 結構動力分析與耐震設計研究
考試時間： 2小時
座號：
※注意：
可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
一、回答下列問題：
請說明隔震技術原理與特性。（5分）
何謂臨界阻尼（critical damping）？（5分）
何謂模態參與因子（modal participation factor）以及有效模態質量（effective
modal mass）？（10 分）
何謂雷利阻尼（Rayleigh damping）？（10 分）
二、單自由度結構物之質量為 M公斤，勁度為 K牛頓/公尺。若對其施以一初始位移
為1公分且初始速度為 0的自由振動實驗，得到其位移反應如下圖，其中標示數字
為第 1到第 6個波峰值。請問此結構物的阻尼為何？（提示：注意阻尼之單位）
（20 分）
三、被動消能元件可用於減少結構物在動態作用力下的反應，也是目前常見提升結構抗
震能力的技術。在內政部公布實施的「建築物耐震設計規範及解說」中，對其有
許多說明。試回答以下問題：
消能建築設計的基本原則為何？（6分）
畫出速度型消能元件的遲滯迴圈，並說明其特性。（7分）
畫出位移型消能元件的遲滯迴圈，並說明其特性。（7分）
依據「建築物耐震設計規範及解說」的建議，各樓層消能元件使用個數應如何考
慮？（5分）
‐1.5
‐1
‐0.5
0
0.5
1
1.5
0123456
位移,公分
時間,秒
1.0
0.8282
0.6859
0.5681
0.4705
0.3897
0 1 2 4 5 6
時間，秒
3
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
位移，公分
102年公務人員升官等考試、102年關務人員升官等考試
102年交通事業郵政、港務、公路人員升資考試試題
代號：
15340
等別(級)： 簡任
類科(別)： 結構工程
科 目： 結構動力分析與耐震設計研究
全一張
（
背面
）
m1 = 1000 kg
k1 = 50000 N/m
m2 = 1000 kg
k2 = 50000 N/m
P
四、如下圖示之二層剪力屋架（shear building），假設其第一模態及第二模態阻尼比分
別是 0.02 及0.03，在完全靜止且無變形狀況下突然於頂樓處受到衝量為 P（單位為
N-sec）之衝擊力（impact）作用。回答下列問題：
寫出質量矩陣及勁度矩陣。（6分）
求所有模態頻率及模態形狀。（6分）
衝擊力作用後一瞬間頂樓的速度反應及第一模態速度反應為何？（7分）
寫出阻尼矩陣。（6分）