2022年9月17日21時41分與9月18日14時44分分別於臺東關山和臺東池上發生芮氏規模6.4與6.8地震(稱為關山地震與池上地震)。中央氣象局表示規模6.8為主震，規模6.4為前震。兩次地震之震央均鄰近池上斷層，地震動實測到全台最大震度皆達6強，最大地表加速度達607gal，造成花東地區建築物和橋梁倒塌等災情。財團法人國家實驗研究院國家地震 工程研究中心在主震發生後1小時即啟動地震災害緊急應變作業會議，經由災情評估組和災情彙整組報告地震早期災損評估結果與最新蒐集災情，迅速擬定勘災行程規劃。隔天9月19日由中心主任周中哲教授率領建物、橋梁、大地與設備管線等勘災行動組前往花東勘災，以為蒐整致災原因。本報告共分七章說明現地勘災成果與地震監測系統的觀察，分別包括地表運動(ground motions)、地面破裂(ground ruptures)、建築物監測(building array)、地震早期預警系統(earthquake early warning system)、以及邊坡、建築物、橋樑和非結構物的破壞(damages of buildings, bridges and non-structures)。

Taiwan is located on the collision convergence boundary between the Eurasian continental plate and the Philippine Sea plate. It is a region of high seismic activity and large-scale disastrous earthquakes could occur at any time. How to prevent and reduce the impact of earthquake disasters is a crucial issue for Taiwan. The National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE) of the National Applied Research Laboratories is the central disaster response center for earthquake disaster support. During an earthquake, the professional expertise of NCREE is used to plan emergency response operations for earthquake disasters. When a major earthquake disaster occurs, NCREE performs the analysis and assessment of the earthquake disaster and makes recommendations for relevant decision-making measures. The on-site disaster reconnaissance operation is a crucial part of this post-earthquake response. Through on-the-spot surveys conducted by professionals at various disaster locations, detailed data can be recorded in order to evaluate the causes and severity of the disaster, this data can then be used as a reference for the public and disaster relief agencies. The collected disaster reconnaissance data is also essential for future research and development of earthquake engineering technology. Due to the differing nature of specific earthquake disasters, the response team has comprehensively updated the contents, forms, and procedures of various types of disaster reconnaissance. Through the use of a cloud folder, the on-site disaster reconnaissance data can be returned in real time, and the earthquake disaster assessment information based on the on-site professional survey can be quickly provided. This manual is a collection of survey questionnaires and technical descriptions covering six major types of earthquake hazards, including earth science, geotechnical engineering, buildings, bridges, seismic isolation buildings, and non-structural objects, so that the response personnel, including NCREE colleagues and the cooperating units of the disaster reconnaissance team, follow a prescribed set of procedures to ensure the effectiveness and safety of disaster reconnaissance on site.

地震工程研究中，常使用地震模擬振動台之實驗方法，以觀察安裝於振動台上待測試體之受震反應。地震模擬振動台藉由控制軟體計算伺服閥命令，再透過致動器推動剛性平台以重現地震位移歷時，基於目的不同，致動器與空間配置多有變化。本研究標的為位於國家地震中心台南實驗室之關鍵零組件測試系統，利用數學方法探討史都華式平台之力學特性。 振動台系統由數支致動器推動並以萬象接頭連接強力地板與剛性平台，使剛性平台擁有六自由度作動之能力。對於非正交型配置之振動台而言，無法直接量測檯面作動，因此需要利用空間幾何資訊來進行運算，然而其反轉換卻無法獲得解析解，因此需要透過牛頓法迭代來求解，本研究將推導如何利用空間資訊來獲取旋轉矩陣，並推導從檯面資訊轉換至致動器資訊之順向函數關係；以及求得順向函數關係之雅各賓矩陣以利牛頓法迭代之進行，即逆向函數關係之求解流程。 另外為了確保資訊的冗餘度以及可交互驗證，必須明確了解MTS所提供控制器如何進行運算。其中包含訊號方塊圖中將原始訊號進行處理得到控制軟體所使用之位移、速度與加速度命令。因此本研究探討469D如何將巴特沃斯濾波器離散化，並比較469D所使用之離散律與傳統零階保持之不同處為何，最後利用訊號處理方法分析469D所生成之白雜訊歷時特性，以利後續識別進行。 最後分別利用白雜訊與三角波歷激發系統，量取檯面加速度與位移反應，比較SolidWork模型與實際識別所得靜態與動態質量之不同，以及利用Bouc-Wen模型識別致動器阻尼力，識別所得之參數可用於未來MAST系統動態模擬與開發控制律之參考。

配置於臺南實驗室之多軸向地震模擬測試系統(Multi-Axial Seismic Test System, MAST)為油壓驅動之六軸向振動台，其檯面運動可模擬地震反應，並進行離岸風機之局部支撐結構或關鍵零組件之動態性能測試。MAST系統檯面尺寸為2.2 m × 2.2 m，最大酬載可達3.5噸。與傳統六軸向振動台不同，MAST系統六支致動器以史都華平台形式配置，則X、Y與Z向最大位移行程可達200 mm；最大速度可達水平向2 m/s與垂直向 1.65 m/s；當試體達酬載上限3.5噸時，最大加速度可達水平向5.5 g與垂直向14 g；工作頻率範圍由0.1至60 Hz。然欲達致系統設計最大性能有其條件限制，為執行離岸風機關鍵零組件之檢測驗證實驗，本文執行一系列性能測試實驗，以確認該系統可穩定執行之測試性能，以供檢測驗證準則參考。

近年來隨著建築法規以及施工技術的發展逐漸成熟，眾多結構物皆已具備了抵抗地震侵擾的能力，大多的破壞趨勢也從結構物的全面破壞轉移到非結構物的局部破壞，而在非結構物設備之中，醫院消防撒水系統在震後是否能保持功能則對於救災工作尤為重要，不論是管線斷裂或是因為撒水頭碰撞而使天花板粉塵掉落，都可能嚴重影響到救護機能，甚至會對患者造成二次傷害。 故為了能有效提升醫院消防撒水管線系統之耐震能力，本研究即針對國內某醫院之消防撒水管線系統進行相關實驗與探討，而其大致上可分為振動台試驗以及數值模型兩部分。在振動台試驗中，本研究搭建了兩間相連病房的全尺度管線系統試體，其中包含了管線系統本身，以及天花板、隔間牆等邊界建材，之後以不同的方式對整體管線系統進行耐震補強，並以涵括不同震動內涵的樓板歷時作為輸入波，進行一系列的振動台試驗。從實驗結果可以發現於主管增設耐震斜撐能最有效地減少管線與隔間牆之間的碰撞情形，進而提升整體管線之耐震能力，而在支管、撒水頭安裝耐震鋼線的主要功用則在於抑制撒水頭之位移，減少天花板擴孔行為之發生，對於管線耐震性能的提升則僅有間接之幫助。 此外，本研究也利用數值分析軟體(SAP2000)建立管線系統本身以及各補強方案的數值模型並進行非線性動力分析，再將數值分析與現場試驗的結果作相互比較。而從比較結果可以發現數值模型的模擬結果能大致符合振動台試驗之趨勢，僅在峰值的部分會有微小的落差，另外不同的阻尼比設定也會使模擬有不一樣的結果。

臺灣位於環太平洋地震帶，每年地震無計可數，由於近年來耐震設計規範普及，使建築物的主要災害及經濟損失從主結構轉為非結構系統，而非結構系統之損壞使得建築物功能無法正常發揮作用。醫院之消防撒水系統即屬於非結構系統的一類，假若撒水系統故障導致漏水甚至停止運作，將會造成更多的人員傷亡及損失。 本研究以嘉南地區某醫院進行案例分析，藉由各式地震歷時與補強措施得知建築物之耐震需求，其中試驗結果得知，裝設耐震斜撐及螺紋式可撓性管件之補強措施有最佳效果，使用斜撐可有效抑制主管位移，撓性管件則使消防撒水系統漏水之情形改善，並藉由振動台試驗結果得知撓性管件之耐震容量進行元件測試，作為數值分析輸入之依據。最後本研究利用數值分析軟體【SAP2000】建立消防撒水系統之數值模型，並進行動力歷時分析，將分析結果與試驗數據擬合比較，期望作為往後建築物非結構系統補強之參考。

從過去地震之震害調查，超過百分之九十五的人員傷亡，肇因於建築結構之損壞及崩塌。因此，如果能確保建築結構之耐震能力，即可大幅降低地震之災害。「建築物耐震設計規範」乃建築結構耐震設計之依據，遵守規範，建築物之耐震能力即能達到一定的水準，由此可知規範之重要性。從歷次災害性地震中學習，再加上科技之發展，規範不斷修訂、更新，最新之版本為：內政部100.1.19台內營字第0990810250號令修正，自中華民國一百年七月一日生效，距今已十一年。 國家地震工程研究中心組織「建築物耐震設計規範委員會」，由專家學者組成，就所提條文之修訂，討論其學理之合理性及實務之可行性，審查通過後，再送內政部營建署審議。截至2020年12月31日，12項條文修訂通過國家地震工程研究中心審查，其中8項亦通過內政部營建署審議。經歷多項條文修訂，前後章節用詞遣字可能有不一致之處。此外，十一年後重新檢視當年的規範，各章節之間的條文格式、解說格式、圖表格式、參考文獻格式及專有名詞亦可能有出入。有鑑於此，國家地震工程研究中心遂重整規範，納入12項條文修訂，統一條文、解說、圖表、符號及文獻之格式，提高其可讀性，供工程界參考。

近年來由於性能設計理念蓬勃發展，建築結構之耐震能力獲得提升，地震造成之主要災害以及經濟損失已從結構轉為非結構系統。 醫院非結構設備中之消防撒水系統於中小型地震中，若於某處發生漏水，或天花板經撒水頭碰撞發生粉塵掉落、擴孔等災情，甚至於大震中，撒水系統支撐處失去抗震能力，可能造成醫院中斷正常醫療機能，且無法阻止淹水、火災等二次災害。因此，消防撒水系統需要以性能設計法進行耐震評估，若耐震容量不足則必須進行補強。 為了評估國內醫院建築之消防撒水系統是否具備足夠耐震能力，本研究修正葉昶辰[29]提出之消防撒水系統耐震詳細評估(方法A)以及適合工程師應用之簡化評估流程(方法C)，並參考NFPA13[5]補強之建議，提出四種補強方案。以案例醫院為例，針對消防管線系統耐震性能表現建立易損性曲線，探討不同地震歷時之結果與適用性，並比較管線系統補強前與補強後之差異。研究內容簡述如下: 1.消防管線性能設計方法:本研究參考FEMA P58[1]性能設計概念，考量案例醫院結構在沒有發生倒塌，且可修復的前提下，進而探討結構物附屬之非結構系統(消防管線等設備物)易損性。 2.樓版歷時之類別:為利用AC156規範建議之需求反應譜擬合樓版歷時。 3.案例醫院消防管線系統詳細分析:利用數值軟體SAP2000建立案例醫院頂樓處之消防撒水系統，本研究之案例醫院模型共有四種，分別為原始配置、補強之三種方案配置，並模擬管線與天花板或隔間牆之間、螺紋接頭以及吊桿之非線性行為，透過增量動力分析而得樓層消防管線系統易損性(方法A)，並比較各樓版歷時對各性能點之影響。 4. 案例醫院消防管線系統簡化評估:依醫院消防管線系統特性，提出適合工程師手算評估之簡化評估方法(方法C)。分別比較補強前與補強後方法A與方法C求得之消防管線耐震能力結果，提出之簡化方法相較於詳細評估法更適用於一般工程師，預期更有效率獲得保守之評估結果。

近年來由於性能設計理念蓬勃發展，建築結構之耐震能力獲得提升，地震造成之主要災害以及經濟損失已從結構轉為非結構系統。 醫院非結構設備中之消防撒水系統於中小型地震中，若於某處發生漏水，或天花板經撒水頭碰撞發生粉塵掉落、擴孔等災情，甚至於大震中，撒水系統支撐處失去抗震能力，可能造成醫院中斷正常醫療機能，且無法阻止淹水、火災等二次災害。因此，消防撒水系統需要以性能設計法進行耐震評估，若耐震容量不足則必須進行補強。 為了評估國內醫院建築之消防撒水系統是否具備足夠耐震能力，本研究修正葉昶辰[29]提出之消防撒水系統耐震詳細評估(方法A)。以案例醫院為例，針對消防管線系統耐震性能表現建立易損性曲線，探討不同地震歷時之結果與適用性。研究內容簡述如下: 1.消防管線性能設計方法:本研究參考FEMA P58[1]性能設計概念，考量案例醫院結構在沒有發生倒塌，且可修復的前提下，進而探討結構物附屬之非結構系統(消防管線等設備物)易損性。 2.樓版歷時之類別:本研究樓板歷時分為兩類，一為利用數值軟體MIDAS建立之案例醫院結構數值模型而得非線性結構反應，其又分為遠域地震與近域地震之樓板反應；二為利用AC156規範建議之需求反應譜擬合樓版歷時。比較兩者樓板歷時之差異。 3.案例醫院消防管線系統詳細分析:利用數值軟體SAP2000建立案例醫院頂樓處之消防撒水系統，並模擬管線與天花板或隔間牆之間、螺紋接頭以及吊桿之非線性行為，透過增量動力分析而得樓層消防管線系統易損性(方法A)，並比較各樓版歷時對各性能點之影響。

就離岸風力機或風電場的設計及營運而言，其風場開發或風力機的設計標準及驗證(認證)，通常是採用國際電工委員會所制定的IEC 61400系列標準（或規格）。然而各國因地理位置的不同，所遭遇的環境影響因素，不同於國際標準中所訂定的條文。例如台灣是易受颱風與地震侵襲的區域，對於風力機上部RNA或下部支撐結構設計，以至於風力機整體，就必須考慮颱風及地震的影響，亦即除考慮國際標準外，須有額外考慮地區環境影響的標準，才可有效的進行抗颱耐震型風力機的設計，且須經由合適的驗證體系確認，方可確保風力機在其使用期限內安全的運轉。對於風力機設計標準，本研究比較IEC 61400國際標準（或規格）與台灣CNS、中國國家標、日本產業標準相互對照關係，並說明不同驗證體系如IEC、DNVGL、日本JEMA、北京鑒衡認證中心所遵循的標準，其中後二者對颱風標準有其訂定的設計條文所依循。 對於台灣離岸風力機支撐結構設計準則的擬定，則導入DNVGL-ST-0126支撐結構與DNVGL-ST-0437環境載重標準，並詳細陳述其他可引用之規範來源，並說明擬定之環境條文內容及海上風機等級標準。此外，對於台灣海峽本土特殊的海況條件，如東北季風所引發的風浪，使用彰濱外海浮標資料研究其波浪頻譜特性，以檢驗IEC或DNVGL所使用的JONSWAP波浪譜是否能適用於台灣海峽，此對於海上風機的設計至關重要。對於風力機載重組合，則說明比較IEC與DNVGL之異同之處並舉實際範例加以說明。亦探討風速極端值回歸方式，說明各家版本不同方法如獨立暴風法(method of independent storm)、超越門檻峰值法（peak over threshold）與蒙地卡羅模擬之不同處，然而對於極端值的探討並無定論，仍有待更進一步研究。本研究結果建議宜引用針對台灣離岸特有海洋及環境條件所研擬之「台灣離岸風力機支撐結構設計準則」，以提高支撐結構之抗颱耐震安全性。

近年來由於性能設計理念蓬勃發展，建築結構之耐震能力獲得提升，地震造成之主要災害以及經濟損失已從結構轉為非結構系統。醫院非結構設備中之消防撒水系統於中小型地震中，若於某處發生漏水，或天花板經撒水頭碰撞發生粉塵掉落、擴孔等災情，甚至於大震中，撒水系統支撐處失去抗震能力，可能造成醫院中斷正常醫療機能，且無法阻止淹水、火災等二次災害。因此，消防撒水系統需要以性能設計法進行耐震評估，若耐震容量不足則必須進行補強。本研究參考FEMA P58性能設計概念，考量案例醫院結構在沒有發生倒塌，且可修復的前提下，進而探討結構物附屬之非結構系統(消防管線等設備物)易損性。 本研究以案例醫院為例，檢核管線系統損及天花板、漏水、崩塌等破壞模式等耐震性能表現，透過數值模型分析結果建立詳細評估之易損性曲線，據以提出適合工程師應用之簡化評估方法與流程。研究內容分為兩大部分，第一部分為參照FEMA P58探討非結構耐震性能評估程序、受震需求與易損性分析方法，並以案例醫院消防撒水系統為例，建立其易損性評估所需之樓板反應歷時；第二部分為進行案例醫院消防撒水管線系統之增量動力詳細分析，據以提出管線系統易損性局部詳細分析與簡化評估方法，並以詳細評估而得之易損性，驗證局部詳細分析與簡化方法之準確性。本篇報告「建築消防撒水管線系統耐震性能評估方法研究(I)」概要介紹第一部分之研究內容，第二部分則另於「建築消防撒水管線系統耐震性能評估方法研究(II)」介紹。

近年來由於性能設計理念蓬勃發展，建築結構之耐震能力獲得提升，地震造成之主要災害以及經濟損失已從結構轉為非結構系統。醫院非結構設備中之消防撒水系統於中小型地震中，若於某處發生漏水，或天花板經撒水頭碰撞發生粉塵掉落、擴孔等災情，甚至於大震中，撒水系統支撐處失去抗震能力，可能造成醫院中斷正常醫療機能，且無法阻止淹水、火災等二次災害。因此，消防撒水系統需要以性能設計法進行耐震評估，若耐震容量不足則必須進行補強。本研究參考FEMA P58性能設計概念，考量案例醫院結構在沒有發生倒塌，且可修復的前提下，進而探討結構物附屬之非結構系統(消防管線等設備物)易損性。 本研究以案例醫院為例，檢核管線系統損及天花板、漏水、崩塌等破壞模式等耐震性能表現，透過數值模型分析結果建立詳細評估之易損性曲線，據以提出適合工程師應用之簡化評估方法與流程。研究內容分為兩大部分，第一部分為參照FEMA P58探討非結構耐震性能評估程序、受震需求與易損性分析方法，並以案例醫院消防撒水系統為例，建立其易損性評估所需之樓板反應歷時；第二部分為進行案例醫院消防撒水管線系統之增量動力詳細分析，據以提出管線系統易損性局部詳細分析與簡化評估方法，並以詳細評估而得之易損性，驗證局部詳細分析與簡化方法之準確性。本篇報告「建築消防撒水管線系統耐震性能評估方法研究(II)」概要介紹第二部分之研究內容，第一部分則另於「建築消防撒水管線系統耐震性能評估方法研究(I)」介紹。

本計畫於三年期間內，逐年提供衛生福利部、醫院與工程界參考使用之醫院耐震評估補強準則，提供院方可行之具體技術內容，據以進行耐震評估與補強。第一年至第二年計畫工作內容，為整合近年來國內外已成熟之醫院結構與非結構耐震相關研究成果，並探討應補足醫院結構與重要非結構之耐震評估補強等技術尚未成熟的研究領域。第三年工作內容，依據醫院提供之結構圖說與設備基本特性等資料建立耐震評估補強示範例，探討本準則於國內急救責任醫院之適用性與可行性。

本研究根據龍門電廠終期安全分析報告(Final Safety Analysis Report, FSAR)針對爐心受損風險貢獻度最高之兩個事故序列中擇一關鍵管線系統進行試驗，將動態地震力簡化為等值集中靜力載重之擬靜態反覆載重試驗，藉由試驗結果探討該區段管線系統之力學行為與破壞性能點，提供未來易損性分析與風險評估等相關研究參考。未來將進一步進行振動台試驗，期能以試驗結果配合數值分析結果建立該系統之易損性曲線。

本研究計畫旨在針對近年來國際上接連發生帶來重大震害的強烈地震，就其研究分析結果、勘災紀錄、研究報告與調查結果等，解析及整理這些重大震災對於地震工程與結構耐震設計的經驗內涵及重要啟示，並蒐集世界各國相關耐震設計規範的因應策略及修訂內容，以規劃研擬台灣建築物耐震設計規範的修訂方案及發展策略，其中亦針對附屬構體與非結構構材及設備、非建築結構等規範內容進行檢討及修正研擬，另外亦就現行隔減震消能元件性能測試程序的執行現況進行調查及可行性檢討。研究內容分別包含歐美、日本、紐西蘭及中國大陸等近年來國際上所發生的重大震災經驗及其對地震工程的啟示、世界各國耐震規範近來的修訂方向與內容、台灣建築物耐震設計規範的修訂策略等三大主題，據以研擬建築物耐震設計規範條文與解說修訂草案。

本研究係針對欲實施機率式耐震性能設計法所需要之背景材料作一全面性的概述並提出現階段較為具體確實可行之性能設計建議方案同時配合示範例之製作以說明該建議方案之實施步驟。現階段較為具體確實可行之性能設計建議方案仍然是以地震需求的方式來量化結構之耐震性能從而可以進行相關之耐震性能設計與檢核。完整之機率式耐震需求分析的步驟包括：（1）藉由經過與地震危害度分析結果相符之地震紀錄篩選方法從地震資料庫中選定一組地震輸入運動並調整至相同的選定IM指標值。除了與地震危害度分析結果相符之外，在此建議採用與目標非線性動力程序（Targeted NDP）相同之地震紀錄子集選擇法以進一步降低地震輸入運動之數量；（2）針對幾個離散IM指標水準下分別進行結構地震反應分析；此即所謂之多重條紋分析（Multiple Stripe Analysis；MSA）。利用前述結構地震反應分析所計算而得的工程需求參數（Engineering Demand Parameter；EDP，例如最大層間變位角）經參數回歸之後可以建立EDP中值與IM指標間之統計關聯估計與離散度；（3）再將統計分析之結果與地震危害度分析PSHA結合之後就可以得到無任何條件的工程需求參數（EDP）之需求危害度曲線（Demand Hazard Curve）。

根據龍門電廠期末安全分析報告(FSAR)之耐震風險評估分析結果發現，對爐心受損年平均頻率貢獻最高之主要因素，為AC獨立消防補水系統與餘熱移除系統C串共用之管路系統失效，而控制餘熱移除系統C串之設備物放置在MCC電氣盤體(Motor Control Center, MCC)中，該設備之耐震需求，取決於MCC盤體之盤內反應。MCC電氣盤體即為本研究之研究對象。 本研究藉由振動台試驗探討三種不同類型之MCC電氣盤體於質量、設備安裝位置、輸入波大小及類型等參數改變下對盤內反應譜以及盤內放大因子之影響，基於振動台試驗結果得知，盤內為抽屜型式之MCC電氣盤體之動力放大因子(AF)較無抽屜的高，並因碰撞而於高頻區段產生遠大於低頻區段之反應。此外，主要影響機櫃反應之因素為設備物所放置之高度、輸入波強度及輸入波類型。並依據振動台試驗之結果與現行規範比較，比較結果發現AF值3.0對於三種機櫃X方向低頻之反應為一保守值，對於Y方向低頻反應容易產生不保守之情形，而且高頻反應之峰值遠大於AF值3.0估算之峰值，若高頻反應會導致盤內設備物損壞，則AF值3.0有不保守之疑慮。 本研究利用有限元素分析軟體(SAP2000)建立機櫃簡化數值模型，並與振動台試驗結果進行比對，結果發現若能掌握機櫃隨地表運動強度增加所造成機櫃動力性質之變化，簡化模型能精準地模擬機櫃盤內低頻部分之受震反應，若配合機櫃內部面板模型，則可改進簡化模型對機櫃盤內高頻反應之預測誤差。此數值模型可供往後進行參數分析及估算盤內反應譜。

本計畫預計於三年期間，逐年提供衛生署、醫院與工程界參考使用之醫院耐震評估補強準則，提供院方可行之具體技術內容，據以進行耐震評估與補強。第一年至第二年計畫工作內容，為整合近年來國內外已成熟之醫院結構與非結構耐震相關研究成果，並探討應補足醫院結構與重要非結構之耐震評估補強等技術尚未成熟的研究領域，預計依據醫院提供之結構圖說與設備基本特性等資料建立耐震評估補強示範例，探討本準則於國內急救責任醫院之適用性與可行性。

我國緊急醫療救護法明定，急救責任醫院必須全天候提供緊急傷病患醫療照護。然而國內外重要建築抗震經驗顯示，消防撒水管線系統一旦於某處輕微震損而發生洩漏，隨即因工作水壓導致消防水持續外流，釀成淹水等二次傷害，迫使醫院等重要建築中斷正常醫療機能。其中，消防撒水系統末端之一英吋管徑螺牙式接頭因抗彎或抗剪容量不足而在強震中受損，為我國消防撒水管線經常發生的破壞模式。為提升管線系統耐震性能，本研究提出以消防系統常見之機械式續接接頭取代螺牙式接頭，並假設螺牙式管線接頭為彎矩破壞機制，執行靜態單向與反覆載重等抗彎實驗，探討其耐震行為及容量，並以靜力與動力分析結果進行評估。研究內容與結果簡述如下： 1. 撓性接頭規格測試：測試結果顯示，本實驗所採用之一英吋、四英吋與六英吋撓性與剛性機械接頭，皆符合NFPA 13對於撓性接頭之轉角規定。 2. 管線接頭抗彎實驗：為釐清管線接頭抗剪與抗彎行為，本研究以四點彎矩實驗機制執行單向與反覆載重實驗，並以管線初始洩漏點與結構破壞做為兩階段性能點檢核。比較原廠區分之剛性與撓性機械接頭的實驗結果，兩者耐震容量與行為差異甚小，適用管徑較小時更難以區分。另一方面，比較管線初始洩漏點，一英吋機械接頭明顯優於螺牙式接頭之實驗結果。 3. 管線接頭靜力分析：本研究依據我國耐震設計規範計算水平管線接頭抗彎需求，並依據NFPA 13與ASCE 7-10規定，計算垂直立管撓性機械接頭的轉角需求。依據實驗結果，螺牙式與機械接頭均可滿足上述規範要求。 4. 管線系統動力分析：本研究依據實驗結果建立管線接頭元件數值模型，並以某急救責任醫院消防撒水系統受震破壞案例，進行水平管線系統動態歷時分析。另外，其醫院管線系統之相同模型的振動台實驗一同分析。模擬結果顯示，振動台試驗受損之螺牙式接頭雖與現地破壞位置不同，但是破壞應為撓曲破壞。分析的結果與振動台實驗一致，故建議水平管線系統之動力分析，應以實驗求取輕鋼架天花板對撒水頭之側向勁度，且結合天花板系統之動力效應，方能反應消防撒水系統末端管路之實際耐震需求。

後置式膨脹錨栓因施工方便、調整度高，藉由膨脹擴座產生錨定力以抵抗拉力，已廣泛被工程界應用於多種不同的非結構物與連著物之固定。為了探討國內常見後置式錨栓安裝於無裂縫與有裂縫混凝土基材之耐震性能，本研究依據ACI 355.2規範後置式錨栓測試相關規定，進行拉力與剪力反覆載重試驗，最後從結果比較在不同基材下的差異性。 試驗結果得知，有裂縫之混凝土對錨栓承載力影響甚大，極限承載力與彈性勁度比無裂縫之混凝土降低許多，破壞模式也有所不同。另一方面，比較各組試驗可知，經由反覆載重測試後所得之極限承載力與破壞試驗所得之極限承載力差距甚微。最後，本文以ACI 318規範附錄D之公式評估膨脹錨栓的承載力是否合適，或是該做出若干的修正，另外由ACI 318規範附錄D公式計算值與試驗值的差異也可看出各種設計參數是否恰當，希望能作為將來膨脹錨栓設計規範修訂之參考。

歷來台灣地區發生的幾次強震中，校舍損毀情況相當嚴重，乃因國民中小學校舍多呈一排教室相連之方式，在預算逐年編列之情況下，未能作整體規劃，一排教室往往分期建造，垂直或水平增建，造成耐震的缺失，遂帶來耐震不足的後遺症。因此，針對中小學校舍進行耐震評估及補強，實乃當務之急。 本研究旨在彙整研究成果及產官學界之意見，出版校舍結構耐震評估與補強技術手冊，供工程師參考，以促進校舍結構耐震能力提升工作之推動，期能在下一次地震來臨前，做好預先防範之措施。本手冊包含七章，分別介紹歷年地震下之校舍震害、設計地震與補強目標、建築物現況與檢測、耐震詳細評估、適用於低矮型校舍之耐震補強工法及耐震資料庫(耐震資訊網平台)。此外，本手冊以三個附錄，分別介紹側推分析軟體、耐震能力詳細評估輔助分析程式之使用說明，及以某一案例校舍結構做為示範例進行評估與補強說明，供工程師使用時參考。本中心於2008年出版技術手冊(報告編號：NCREE-08-023)後，陸續舉辦了多場講習會，並在講習會中收到許多寶貴意見與建議，於2009年更改部份內容，使此耐震能力詳細評估方法更為合理且接近實際情形。 教育部於2009年起提出「加速高中職及國中小老舊校舍及相關設備補強整建計畫」，持續投入經費補助各縣市政府辦理校舍耐震能力評估與補強作業，計畫執行期間蒙獲業界青睞採用本手冊所建議之評估方法，作為耐震評估與補強之實用工具。三年多來，本團隊陸續蒐集業界之經驗回饋，故本團隊為使耐震詳細評估方法更為合理並接近實際情形，並針對部份傳統補強工法之標準圖說及施工注意事項加以闡途，出版第三版之技術手冊，並針對此手冊所提評估方法之名稱，於第三版中予以更名。

進行商轉之核能電廠，於役期之中本於機能維護與更新等需求，需多 次汰換電氣盤體之盤內設備物。其中，新購入之核能安全相關電氣盤體及 其盤內設備物，應經由振動台實驗等耐震性能驗證機制，藉由輸入強震下 設備物固定處之模擬加速度歷時，確認該設備物之耐震容量，是否足以在 強震中與震後維持機能。 基於核電廠數次汰換盤內設備物之必須性、電氣盤體種類與結構特性 相異、盤內設備物固定點相異等環境條件，本計畫之長程研究目的，為提 出兼具經濟性與適用性之盤內反應譜設計機制，使核能電廠據以開出設備 物廠商應滿足之最小耐震需求；研究對象則以龍門電廠為例，依據Final Safety Analysis Report (FSAR) 分析結果界定與核能安全高度相關之電氣盤 體。本年度為盤內反應譜設計機制建立之先期性研究，透過核三廠電氣盤 體之實體振動台試驗，包括自然頻率搜尋與符合IEEE-693 反應譜之人造地 震歷時測試，初步了解核能級電氣盤體動力反應及其結構特性，以及盤內 設備物固定方法等安裝特性。藉由實驗結果，本研究亦初步探討國外盤內 反應譜設計機制相關研究，並提出盤內反應譜設計機制雛型之初步建議。

本研究報告係針對耐震性能設計規範改造版本之建議架構與設計流程進行檢討，提出具體可行的施行方案，以改進原建議「建築物耐震性能設計指針草案(2006版)」之諸項缺點。本報告首先說明現行耐震設計規範改版之必要性，並針對耐震性能目標矩陣的概念、分析程序的種類與結構變位計算的方式作一介紹，進而提出如何在現行耐震設計規範中落實耐震性能目標矩陣，定量檢核建物性能水準的具體實行方案。此外，本報告亦探討美國PBEE (performance-based earthquake engineering)方法應用於耐震設計規範修訂的最新發展趨勢(ATC-63計畫)，並針對其所提出用以檢核建築物在MCE作用下之「防止倒塌」性能的檢核方法，對未來台灣建築物耐震設計規範在落實性能設計的因應之道與努力方向，提出一些建議。本研究已完成過渡版本之部份章節條文草案(詳見報告附錄)，以利下一階段檢討訂定其相對應之耐震設計參數規定，並提供作為銜接未來正式訂定耐震性能設計規範草案之參考基礎

台灣位處於環太平洋地震帶，建築結構耐震設計與規範已有顯著的進步與改革，然國內設備與非結構構材因非屬主要抗震結構系統，且設備與非結構構材種類繁雜，其耐震設計仍未受建築師、結構技師等重視。為使重要建築具生命安全性能外，在震後仍能保持機能正常運作，本文之研究目的，在於探討適用於台灣重要建築非結構構件與設備之耐震性能修復準則，包括非結構耐震性能修復目標與修復流程。本研究亦探討非結構構件與設備之耐震性能試驗標準，並製作足以模擬樓板受震反應之振動台輸入震波，期能使工程業界藉由振動台試驗實際檢核構件與設備之震後功能。

臺灣東部於民國98年12月19日下午9時02分於花蓮外海發生芮氏規模ML6.9之地震，其震央位於北緯23.79度、東經121.66度，即花蓮市地震站南偏東方21.4公里；震源深度則為43.8公里。全臺皆可感受到明顯震動，最大震度為花蓮磯崎所測到之七級(PGA達540gal)，而花蓮鹽寮及花蓮港震度也達六級。 地震發生後，「台灣地震損失評估系統(TELES)」立即自動啟動，進行第一階段的災損早期評估，因評估結果符合本中心地震災害應變作業手冊所規定震後「警戒階段」之動員條件，故隨即啟動本中心內部之震後應變程序，通知地震緊急應變作業小組各工作人員於原地動員，依據所屬任務編派完成各項指派工作；並啟動協力機制，商請花東地區的協力人員於12月20日前往鄰近震央且震度最大的花蓮磯崎地區進行初步勘災，儘早回報當地災損情形以供本中心進行災情研判。 本次應變除了緊急動員進行地震歷時與反應譜分析、綜整震源參數進行震後各階段之災情評估並啟動協力機制外，也於12月21日起陸續派遣本中心人員前往花蓮與台東地區，針對國中小學校舍、民宅等建築結構以及天花板與圖書室書架等非結構物與設施進行勘災，實際了解受災情況；其中以花蓮磯崎國小與台東三間國小之受損情形最為嚴重。

本研究蒐集、比較國內外現行橋梁耐震補強準則、規範、手冊及耐震補強工法技術，並彙整問卷調查結果，研擬「橋梁耐震評估及補強準則草案」。草案內容包含：第一章總則、第二章地震等級、第三章耐震能力初步評估、第四章耐震能力詳細評估、第五章結構系統與防落系統補強設計、第六章結構構材補強設計，及第七章基礎裸露橋梁之耐震評估與補強。本草案具有下列特點：(1)定性與定量描述橋梁耐震後性能等級、(2)補強用地震力標準與最新耐震設計規範相同、(3)初步評估結合工程師經驗與易損性分析成果、(4)詳細評估可掌握結構非線性變形行為、(5)建議常見系統補強工法降低地震需求、(6)建議常見構件補強工法增加結構容量、(7)考量基礎沖刷裸露對耐震影響。本準則除條文及解說外並提供耐震能力初步評估、詳細評估與耐震補強等共9個案例，對於日後國內橋梁耐震補強作業具有正面助益。

歷來台灣地區發生的幾次強震中，校舍損毀情況相當嚴重，乃因國民中小學校舍多呈一排教室相連之方式，在預算逐年編列之情況下，未能作整體規劃，一排教室往往分期建造，垂直或水平增建，造成耐震的缺失，遂帶來耐震不足的後遺症。因此，針對中小學校舍進行耐震評估及補強，實乃當務之急。 本研究旨在彙整研究成果及產官學界之意見，出版校舍結構耐震評估與補強技術手冊，供工程師參考，以促進校舍結構耐震能力提升工作之推動，期能在下一次地震來臨前，做好預先防範之措施。本手冊包含七章，分別介紹歷年地震下之校舍震害、設計地震與補強目標、建築物現況與檢測、耐震詳細評估、適用於低矮型校舍之耐震補強工法及耐震資料庫(耐震資訊網平台)。最後，有三個附錄，分別介紹使用的側推分析軟體、耐震詳細評估輔助分析程式使用說明及以一校舍結構做為示範例進行評估與補強說明，以提供工程師使用時參考。 在民國97年出版08-023手冊後，陸陸續續舉辦了許多講習會，而在這些講習會中收到許多的意見與問題，故本手冊彙整了由這些講習會所提出的意見與問題，經過了討論後，做了一些更改，使此耐震詳細評估的方法更為合理且接近實際情形。

醫院為地震救災活動中扮演最重要的角色，除了對震後大量湧入的新病患提供緊急醫療，同時必須保護院內病患與醫護人員的安危，但在美國北嶺地震與台灣921地震經驗當中，醫院非結構構件與設備損害，均造成災區醫療能力大幅損失。 為提升嘉南地區某大型醫院二期新建工程建築的耐震能力，本研究結合院方、設計單位與施工單位之努力，於現有設計施工審查流程下，納入非結構耐震設計與施工等程序。非結構耐震設計方面，本研究針對醫院大量且龐雜的設備種類與非結構物，提出非結構檢核對象與篩選準則，同時為便於設計與施工單位迅速評估與檢核非結構原有固定方式之耐震能力，本研究提出非結構耐震設計地震力需求計算程式，以及非結構物之螺栓固定簡易耐震設計。在非結構施工方面，本研究首先檢討現行非結構施工規範內容，並依據國內外文獻提出非結構耐震參考準則建議，同時收集國內外相關非結構文獻與規範以供院方與施工單位參考。最後，本研究針對設計與施工單位提供之非結構物施工圖說，依照一般耐震經驗，判斷其耐震能力合理性，並提出修正建議。 由於本研究期程未能與醫院二期新建工程之施工時間配合，在本計畫執行期間，在整個工程的現階段僅做到「已確定廠商及商品」的耐震措施檢討，施工單位未決標以及未確定之商品，本研究尚無法提供確切的耐震措施。

本研究報告係針對耐震性能設計規範改造版本之建議架構與設計流程進行檢討，提出具體可行的施行方案，以改進原建議「建築物耐震性能設計指針草案(2006版)」之諸項缺點。本報告首先說明現行耐震設計規範改版之必要性，並針對耐震性能目標矩陣的概念、分析程序的種類與結構變位計算的方式作一介紹，進而提出如何在現行耐震設計規範中落實耐震性能目標矩陣，定量檢核建物性能水準的具體實行方案。此外，本報告亦探討美國PBEE (performance-based earthquake engineering)方法應用於耐震設計規範修訂的最新發展趨勢(ATC-63計畫)，並針對其所提出用以檢核建築物在MCE作用下之「防止倒塌」性能的檢核方法，對未來台灣建築物耐震設計規範在落實性能設計的因應之道與努力方向，提出一些建議。本研究已完成過渡版本之部份章節條文草案(詳見報告附錄)，以利下一階段檢討訂定其相對應之耐震設計參數規定，並提供作為銜接未來正式訂定耐震性能設計規範草案之參考基礎。

2008年5月12日下午2時28分，中國四川省汶川縣發生規模8.0之地震，其震央位於東經103.258°、北緯31.119°，距離成都市西北西方約90公里。汶川地震重創四川、重慶、甘肅、湖北、陜西與雲南等地區，造成至少69000人死亡、370000人受傷、18000人失蹤，約536萬戶建築倒塌、2100萬戶建築損毀，直接經濟損失高達人民幣8451億元。在交通設施方面，共計約28000公里的道路、656座橋梁嚴重損毀，成都雙流機場也因跑道震裂而被迫暫時關閉。汶川地震造成重大災害之縣市集中在鄰近震央的阿壩藏族羌族自治州、成都市、德陽市、綿陽市以及廣元市等地級行政區。 為能蒐集汶川地震之震災資訊，國家地震工程研究中心隨即於震後兩週派遣柴駿甫博士與林主潔博士，結合台灣工程界菁英共同組團，以「台灣工程界協助震災重建家園協會－川震服務先遣勘查團」名義，於5月27日啟程前往四川成都，在四川省科學技術協會以及四川省各級台辦的接待安排下，與當地土木建築界的專家們舉辦座談交流，並深入災區進行勘災作業。隨後，本中心又再度派遣葉勇凱博士與林克強博士，於6月29日隨同「台灣工程界協助震災重建家園協會－川震服務團」啟程前往四川成都，勘查災區建築受損情況，並出席在四川省建築科研院舉辦之「川台工程界地震受損房屋修復加固研討會」，分別針對台灣在校舍補強及現行規範的情形提出簡報。與此同時，本中心蔡克銓主任亦受福州大學邀請前往映秀災區進行勘查。7月15日，本中心黃世建組長與劉光晏博士亦應香港科技大學之邀，連同台灣大學、香港科技大學以及University of British Columbia等學校之教授，啟程前往四川成都，由四川大學土木系接待並規劃勘災考察路線。此外，本中心劉季宇博士代表蔡主任，受邀以WSSI (World Seismic Safety Initiative)專家的身份，前往北京、四川成都與自貢等地區，參與10月26-31日舉行之RADIUS+10－Phase 1任務。本報告係概述汶川地震之震源機制，並匯整本中心各勘災團隊有關建物與橋梁的勘災成果，藉由他山之石，期能對國內地震工程研究有所啟發與警惕。

台北盆地附近的地震活動是全台最低的區域之ㄧ，然而因盆地特有的地形與地質條件，使得地震波受到盆地效應的影響而常被放大數倍，尤其是長週期波的能量在特定條件下的共振增幅極為明顯，對十樓以上的建築構成潛在的危害。由實際之地震紀錄與震害調查資料分析發現，地震規模大於ML6.8之淺層地震，若震源距離小於150 km，則因地震能量尚未充分衰減，盆地效應非常容易對長週期波產生明顯地共振增幅現象，而對建築造成危害。過去二十餘年內，台北地區發生三次災害地震而造成人員傷亡，顯示台北盆地的地震災害潛勢不容忽視。 現行建築物耐震設計規範於2005年頒布施行，其中對於台北盆地之設計地震規定，建立範疇在於地震動的峰值速度與加速度值之比值(V/A值)，與長週期反應譜值有極高之關連性，可反映盆地地形對長週期波之放大效應。由實測地震紀錄，篩選V/A值最大的數筆地震紀錄，分析當時盆地內測站之正規化速度反應譜以及中週期區段之正規化場址相依係數Cv，藉由Cv之等值曲線分佈，決定設計反應譜轉角周期值之微分區，採用四個地震分區規範盆地內建築物之耐震設計標準，以考量盆地特殊之長週期效應。然而，當時分析資料庫僅含括1999年6月以前間台北地區強震測站收錄之地震紀錄，但未包含921集集地震等大型災害地震資料。近年台灣地區發生數個大規模災害地震，除1999年的921集集地震外，2002年的331花蓮地震等，亦在台北盆地造成災害。另外，由地震危害度參數拆解分析，可以發現台北盆地所對應之控制地震均為大規模之遠距離地震，由實測地震紀錄之比較亦顯示其影響明顯不同。有藉於此，有必要將近年蒐錄的大規模地震納入分析資料庫，重新檢討台北盆地設計地震微分區之劃分。而為能在短時間內提供一個改善目前耐震微分區的缺點及疑慮，且反映真實台北盆地長週期效應之耐震微分區，本研究原則上延續2002年台北盆地微分區劃分研究案（葉超雄等人，2001）之分析步驟，針對台北盆地內逐年增加之強震測站，增加災害地震紀錄重新分析，釐清及改善目前盆地內設計微分區在範圍劃分與耐震設計規定之缺點。 本研究採用近年內強震觀測網測站所收錄之實際地震記錄，重新探討各個測站代表中週期區段之正規化場址相依係數Cv之等值曲線分佈，檢驗目前地震分區的適用性。而台北盆地內地震動反應譜形狀或其轉角週期明顯受到地震震源特性之影響，尤其規模大於ML6.8之遠距離淺層地震。這一類型地震的震波能量傳遞至台北盆地時尚未充分衰減，且震波入射角較大而容易產生長週期表面波，因此盆地效應非常容易對長週期波(盆地固有震動週期範圍)產生明顯地增幅現象。為能反映控制地震之震源特性對設計地震反應譜之影響，本研究從前述地震資料庫中篩選規模大於6.5的控制地震，將地震紀錄經過條件篩選後逐站、逐筆地震紀錄反應譜之分析比較，檢討現行規範中台北盆地設計地震微分區之適宜性。 經由統計方式所得到反應長週期效應的正規化場址相依係數Cv值分佈之檢驗，顯示部分地區之耐震分區需予以提高，而靠近盆地東南邊緣之新店及龜山山區，則可將其大部分的範圍從盆地範圍中移除，保留盆地內之範圍，並提高其規範。而經由各測站實際地震反應譜之檢驗，顯示規範之設計反應譜仍可保守的反應台北盆地內實際的地盤特性，也凸顯部分測站所在位置應有必要提高規範標準。兩者分析結果將作為進一步的驗證耐震設計規範之合理性參考依據。

歷來台灣地區發生的幾次強震中，校舍損毀情況相當嚴重，乃因國民中小學校舍多呈一排教室相連之方式，在預算逐年編列之情況下，未能作整體規劃，一排教室往往分期建造，垂直或水平增建，造成耐震的缺失，遂帶來耐震不足的後遺症。因此，針對中小學校舍進行耐震評估及補強，實乃當務之急。 本研究旨在彙整國家地震工程研究中心研究成果，出版校舍結構耐震評估與補強技術手冊，供工程師參考，以促進校舍結構耐震能力提升工作之推動，期能在下一次地震來臨前，做好預先防範之措施。本手冊包含八章，分別介紹歷年地震下之校舍震害、設計地震與補強目標、建築物現況與檢測、耐震詳細評估、適用於低矮型校舍之耐震補強工法、耐震資料庫(耐震資訊網平台)及以一校舍結構作為示範例進行評估與補強說明，以提供工程師使用時參考。

醫院為地震救災活動中扮演最重要的角色，除了保護原有病人的安危外，對於震後大量湧入的新病患，其醫療救災功能仍需正常運作。我國於921地震中，中部許多災區的大型醫院之非結構構件與設備因遭受破壞，而導致災區的醫療能力衰減，影響整個救災行動。 為使提升我國大型醫院之非結構耐震性能，並能夠提出適合我國國情之醫院非結構耐震性能目標以及較佳之耐震設計方法，本年度研究著重於醫院非結構耐震性能之基礎研究，包括國內外醫院過去抗震經驗與相關文獻之蒐集與統整、初擬耐震評估之重要醫療空間與非結構項目、實際參訪與整理國內醫院非結構設計與安裝施工之現況，並提出非結構耐震安裝步驟與固定裝置之建議。蒐集文獻內容範圍，包括國內外醫院震災調查文獻、國外醫院抗震法案、重要醫療空間與非結構耐震評估項目之相關研究、醫院非結構物相關耐震評估與修復規範與準則，以及非結構防震措施文獻與圖說等。

地震發生時，對於人民生命及財產構成很大威脅，隨著建築技術進步，結構耐震設計方法也不斷改善與提升，對於結構物本身抗震能力有很大的提升。但對於結構物內部屬於非結構部份，如重要機關內通訊設備、醫院內部醫療設備及維生管線、具精密儀器之電子廠房等等，卻未受到如結構體耐震般的重視。使得許多建築物經地震過後，許多建築物本身結構體並無受到嚴重損害，而內部設備、管線以及部份非結構構件卻受到嚴重之損傷，導致建築物於震後無法立即發揮其原有之設計機能。因此目前美、日及國內將現行耐震設計規範中引入性能設計法之概念，希望建築物之結構體及非結構構件，於震後均能繼續運作，以提高建築物整體耐震性能。 本研究先從非結構構件基本安裝方式及損壞情況加以介紹，再對於非結構構件設計公式之演變加以說明。最後針對近代我國規範、NEHRP及IBC非結構構件設計值加以比較，並介紹管線替代設計方法，及進行醫院建築物現場參訪，以瞭解現今我國於非結構構件施工之現況，提供設計者作為參考，並作為後續研究之依據。

有鑒於921集集大地震橋梁結構震害情況，交通部於民國89年4月公布局部修正規範，對震區畫分與部份橋梁耐震設計細則有所修正與調整，迄今已逾多年，考量規範的整體性，該修正內容實需納入本規範的修訂作業之中。此外，交通部於民國92年3月完成「公路橋梁耐震設計規範（草案）複審成果報告書」，並於同年10月起由國道新建工程局辦理「橋梁耐震設計規範修訂草案先期研究座談會」，計舉行6次座談會，針對規範草案提出綜合結論與建議事項，共計101項。其相關內容反映國內地震工程近年來（尤其在921地震之後）的研究成果，以及現行84年版「公路橋梁耐震設計規範」實施後之疑義，該報告書可供為本規範修訂之重要參考依據。 本研究係以上述921集集大地震後的調查結論為基礎，探討「公路橋梁耐震設計規範（草案）複審成果報告書」與「橋梁耐震設計規範修訂草案先期研究座談會」所研提之綜合結論建議事項，並參考美日等國家橋梁耐震性能設計之觀點，就公路橋梁耐震設計規範加以檢討。 本研究計劃擬針對公路橋梁耐震規範之條文進行探討與修訂，主要針對下列項目進行相關研究： （1）依據交通部92年1月6日交科字第0920000135號函辦理修訂現行84年版公路橋梁耐震設計規範，使公路橋梁耐震設計規範符合最新需求。 （2）針對國道新建工程局主辦之「橋梁耐震設計規範修訂草案先期研究座談會」相關建議事項，及「公路橋梁耐震設計規範（草案）複審成果報告書」中綜合結論與建議事項，共計101項，進行檢討與修訂條款之相關學理研究，進而擬定規範修訂之建議內容，再經由初審委員會審後，提出規範修訂草案。 （3）延聘初審委員進行修訂草案之審查作業，並召開專家學者座談會提供建言以供修訂參考。

本研究旨在建立「建築物耐震性能設計指針(草案)」，本年度(95年度)延續前二年(93、94年度)所研提之性能目標、初步設計、分析程序、數學模擬與可接受標準等指針條文，增加隔震系統與消能系統之混凝土造建築物(第七章)，以及附屬建築物之結構物部分構體、非結構構材與機械電力設備(第八章)等章節，訂定其數學模擬及可接受標準之相關指針條文，目前已初步完成「建築物耐震性能設計指針(草案)」第一版之內容。同時，本研究針對第一版之實質內容進行檢討，提出可能之修訂或進一步研究的方向與改善對策，以提供作為下一階段具體完善改版之修訂基礎。

本計畫今年度係針對反平面之剪切裂縫，依據Andrews提出之滑移弱化模型，定義黏著區域內剪切應力與滑移量之線性組成關係，並藉由時間域之超奇異邊界元素法以及裂縫尖端之動態應力強度因子，求解其自發開裂過程及相對應之滑移歷時，探討近斷層地震之震源產生機制。其目的在求解斷層面含摩擦阻力之自發開裂過程，以獲致斷層面之動態滑移歷時，使能藉此震源函數進行近斷層假想地震之境況模擬，並據以檢核近斷層結構物的耐震能力。

本文旨在探討以性能設計法進行校舍建築耐震補強設計可能遭遇之若干問題，並提出可行之因應對策建議。實施性能設計法首先面臨之最大課題，為如何檢核既有建物之耐震性能是否滿足原先所設定之耐震性能目標。同時，建物在特定之地震危害層級下，其最大非線性反應之統計特性在IM-DM格式中呈現對數常態分布之型態，因此在檢核性能目標之時，必須將此項事實考慮在內。針對此問題，本文建議採用靜力側推分析並配合需求容量參數法(Demand Capacity Factor Method, DCFM)，此法為一簡易可行且能妥善處理耐震性能目標檢核之具體可行方案。

本研究旨在模擬層狀岩盤工址之近斷層設計地震力，藉由非對稱形式之擬動力破裂模型，考量斷層面之破裂與癒合行為，求得斷層錯動過程之空間-時間滑移函數。本研究將斷層面上產生錯動滑移之各個破裂點視為三維無限域內部之雙力偶點波源，並求得相對應之波場勢位能積分表示式。考慮層狀岩盤之場址效應時，則將上述三維無限域內部引發之波場視為層狀半無限域之入射波場，並結合層狀介質之波傳散射理論，進一步分析此代表性速度脈衝於層狀岩盤內的波傳行為，探討場址效應對近斷層地表運動特性之影響，以及對結構物之衝擊。

本研究概述建物性能研究之發展現況，並介紹各國之性能研究機制以作為我國發展性能設計規範之參考。本研究延續現有規範有關地震力需求之部分規定，並考量性能設計之所需，特別擬定適用於本國之建物性能目標，其包含進行初步設計以及進行性能檢核之多重性能標的，明確規定新建物之結構系統及其桿件與構材於各個地震危害層級所需達到之性能水準。本研究整理歸納有關位移設計法之不同作法，並修正SEAOC-99 附錄I-B 所描述之等位移設計法作為初步設計的基本參考；同時，本研究採用 FEMA 356 中規定之分析程序及其可接受標準作為性能檢核的基本參考。本研究研擬之「建築物耐震性能設計指針 (試用草案)」詳如本報告之附錄所示，本年度以RC 建物為主體，並將逐年擴充其內容使涵蓋其他類型之建物，並修改試用指針草案中之各項缺失。最後，本報告以RC 構架系統為設計示範例，藉由位移設計法進行初步設計，並藉由指針草案研擬之分析程序及可接受標準檢核最終設計方案，進行性能目標之檢核。

本研究衡量諸多速度脈衝的產生機制之後，考慮以非對稱形式之擬動力破裂模式取代自相似破裂模型進行分析，並以1992 年美國Landers地震作為研擬斷層破裂機制的標竿對象。同時，本研究延續先前之研究成果，將僅具有單一破裂速度之非對稱擬動力破裂模型，改良成具有三段不同破裂速度且於特定位置轉彎之非對稱擬動力破裂模型，以更實際逼近所欲模擬的真實近震源地表運動速度脈衝訊號。最後，藉由半無限域自由表面應力為零之邊界條件，可求得半無限域點波源於斷層破裂面引致之應力場，進而結合斷層破裂面之滑移錯動量，利用位移積分表示定理，推導近斷層地表位移積分表示式，模擬得Lucerne測站之近斷層地表運動歷時。

本研究藉由格林函數法，推導裂縫表面之曳引力積分方程式，並藉由配點法與邊界離散化等過程，利用邊界元素法求解此積分方程式。本研究將自由空間項之核函數寫成譜積分之形式，並藉由複數波數空間最速陡降積分路徑與瑕積分等技巧，發展規則化技術，利用扣除後加回之方式，直接於核函數(譜積分形式)的被積函數中萃取分離出有限項與無限項，有效處理波源點與場點重合時引致之超奇異行為。本研究針對無限域之剪切裂縫，藉由SV-平面波入射引致之散射問題，求解裂縫相對滑移量與相對應之裂縫尖端動態應力強度因子，並將數值計算結果與文獻中藉由其他數值方法計算所得之結果比對，驗證本研究所提之超奇異邊界元素法與規則化技術，於求解裂縫問題之正確性與適用性。最後，藉由動力裂縫問題之零頻近似，即可求得斷層等應力降破裂後之斷層錯動量分布。

本研究旨在針對反平面問題，發展埋置剪切裂縫之動態開裂模型，藉由超 奇異邊界元素法，求解滿足應力釋放過程之裂縫開裂函數。本研究於頻率 域利用點波源格林函數之應力分量，藉由Betti 互易第三恆等式(守恆)推導出位移場之積分表示定理，再經過微分後求得裂縫表面之曳引力積分方程式，並將核函數寫成譜積分之形式。藉由配點法與邊界離散化等過程，可利用邊界元素法求解此積分方程式。同時，在求解過程中，必須藉由複數波數空間最速陡降積分路徑與瑕積分等技巧，發展規則化技術，直接於核函數(譜積分形式)的被積函數中萃取分離出有限項與無限項，有效處理波源點與場點重合時引致之超奇異行為。如此，即可於頻率域利用超奇異邊界元素法，求解得滿足等應力降之裂縫開裂位移。最後，將頻率域解轉換至時間域，即可求得滿足應力釋放過程之裂縫開裂歷時。同時，本報告針對雙向延展破裂條件之動力分析結果，訂定擬動力破裂-癒合模型，直接定義裂縫各破裂點之錯動速度歷時，其錯動剖面與錯動速度特徵均與動力解相同。

本研究藉由時變性(nonstationary)漫散震動(random vibration)理 論，利用機率分析方法計算水平土層在地震下孔隙水的累積發展，主要內容如下所述： 一. 輸入地震的建立：用一幅值調整方程式來描述地震在強度上時變 性(nonstationary)的特性；且用正規化Clough-Penzien 能量譜密度函數(power specyral density function)來描述地震的頻率內函。 二. 土層反應分析：利用漫散震動理論，計算出土層各深度反應的 能 量譜密度方程式。另外，採用頻率相依的剪切模數修正，使其反應更符合土壤的非線性行為。 三. 應用孔隙水壓或然率模型:此或然率模式考量了反覆強度曲線以及孔隙水壓累加曲線，用來當作土壤強度的參數。最後，將土層反應的變異量(variance)代入模式中，以算出各深度的液化或然率。 四. 利用此模式分析921 集集地震員林地區及台北地區的液化機率，進而得到兩區域的液化潛能圖。

本研究發展非對稱形式之擬動力破裂模型，模擬引發地表速度脈衝之三維斷層破裂機制，藉由斷層面之破裂與癒合行為，求得斷層錯動過程之滑移函數。結合斷層破裂面之滑移錯動量，以及半無限域點波源於斷層破裂面引致之應力場，可藉由位移積分表示定理，推導近斷層地表位移積分表示式。在近斷層地震之境況模擬方面，則針對斷層附近之地表觀察點，計算近斷層地震之地表運動歷時與相對應之結構彈性反應譜。藉由各觀察點之地表速度波形，可觀察得破裂相與癒合相之間的干涉現象，並藉此說明近斷層地表速度脈衝的衍生與消長。同時，分析結果顯示，近斷層結構之譜位移、譜速度與譜加速度的空間變化特性，與地表速度脈衝的衍生消長趨勢完全一致，且結構週期與脈衝延時相近的建築物將因共振效應引發較大的結構反應。另一方面，為探究近斷層結構物之韌性需求，本研究特別針對一棟12 層樓之鋼結構建築，以境況模擬所得之近斷層地表加速度歷時，作為多自由度結構之基底輸入運動，進行非線性歷時分析，計算各樓層之層間變位角。分析結果顯示，在地表速度脈衝影響範圍內，各樓層最大層間變位角之變化差異非常明顯，並在4 至6 樓之低樓層處產生較大的最大層間變位需求，此現象與遠域地震各樓層之最大層間變位角幾乎為一常數之反應特徵極為不同。同時，若考慮整棟鋼結構之最大層間變位角，則其空間分布特性亦與地表速度脈衝的衍生消長趨勢完全一致。

本研究藉由格林函數法，推導裂縫表面之曳引力積分方程式，並藉由配點法與邊界離散化等過程，利用邊界元素法求解此積分方程式。本研究將包括自由空間項及自由表面反射項之核函數寫成譜積分之形式，並藉由複數波數空間最速陡降積分路徑與瑕積分等技巧，發展規則化技術，利用扣除後加回之方式，直接於核函數(譜積分形式)的被積函數中萃取分離出有限項與無限項，有效處理波源點與場點重合時引致之超奇異行為。本研究針對無限域以及半無限域之剪切裂縫，藉由SH-平面波入射引致之散射問題，求解裂縫相對滑移量與相對應之裂縫尖端動態應力強度因子，並將數值計算結果與文獻中藉由其他數值方法計算所得之結果比對，驗證本研究所提之超奇異邊界元素法與規則化技術，於求解裂縫問題之正確性與適用性。最後，藉由動力裂縫問題之零頻近似，即可求得斷層等應力降破裂後之地表靜態變形。

本計畫首先以非對稱形式之擬動力破裂模式，模擬引發地表速度脈衝之三維斷層破裂機制，求得斷層錯動破裂過程之空間－時間滑移函數，並可轉換成相對應之空間－頻率函數。同時，本計畫藉由波傳理論，於頻率域推導三維半無限域內雙力偶點波源引致地表位移之積分表示式，並發展最速陡降積分法，完成複數波數空間之數值積分，求得點波源之地表位移格林函數。於頻率域結合斷層面各破裂點的滑移函數與相對應之地表位移格林函數，可求得該破裂點於地表特定觀察點引致之地表位移。將斷層面各破裂點引致的地表位移量積分，則可進一步求得整個斷層面破裂於地表特定觀察點引致之位移解。最後，將頻率域之位移解轉換至時間域，則可獲致地表特定觀察點因斷層破裂引發之地表脈衝歷時，並進而求得相對應之近斷層結構反應譜。

本研究旨在推導多層傾斜之T-矩陣理論，求得多層半橢圓沖積谷地SH-散射波之解析解。基於橢圓座標系統，描述SH-波之波動方程式，獲致以週期Mathieu函數以及徑向Mathieu函數所構成之波函數。藉由基函數之正交性，推導單層沖積谷地之T-矩陣理論，並予以簡化分析河谷凹陷的散射問題。同時，於算例中將深橢圓沖積谷地及河谷凹陷之解析解應用於高縱橫比之板樁與壕溝分析。本報告將單層T-矩陣理論加以推廣，利用各層狀介質中之駐波係數與散射係數的疊代關係式，推導得適用於多層傾斜層之T-矩陣理論公式，求得SH-波於半橢圓層狀散射問題之解析解，並與一維水平土層之近似解比較，以探討層狀介質之邊緣幾何效應。

For the purpose of damage assessment of structures during strong ground excitation, it is desirable to identify severity of damage based on the input-output measurement. It is believed that structural identification application from input/output data can lead to an understanding of the deterioration mechanism. A main disadvantage of structural identification has been the lack of experimental information on an actual structure. Both ambient vibration test and forced vibration test can provide information for structural system identification only from low level of excitation. Besides that strong motion instrumentation on structure to collect earthquake response can also provide valuable information for the safety assessment of the structure.

現行台灣建築耐震設計規範中並未考慮近斷層效應，因此，為有效提升近斷層結構的耐震標準，本報告參照美國UBC97之對策，針對車籠埔斷層附近之地震甲區(Z=0.33g)， 由921集集大地震收錄到的近斷層地震紀錄分析短週期與中、長週期結構之近斷層譜加速度衰減律公式。並進而定義近斷層因子NA與Nv，分別修正短週期(等加速度平台)與中、長週期(速度控制)區段的正規化設計反應譜係數。同時，藉由結構系統地震力韌性折減係數，定義近斷層非彈性基底剪力係數之規範值，並利用EPP模型分析單自由度系統在實際收錄之近斷層地表運動作用下的非彈性基底剪力係數需求，驗證本報告提出近斷層耐震設計規範的合理性，並作為給定合理近斷層非彈性基底剪力係數上限的依據。 本報告在訂定設計地震力需求之同時，也考慮耐震分析之所需，一併將如何產生出一個保持原有地震地表運動特性又與反應譜相容之方法，作一介紹並舉實例說明此產生方法之過程與結果。本報告藉由小波轉換與逆轉換公式，求得地表運動歷時於特定頻寬範圍內的延遲時間平均值與標準差，因其與地震規模與斷層距有關，可藉由統計回歸方式，求得估算特殊場址延遲時間之平均值與標準差的經驗公式。進而由Kalman濾波技術之條件模擬方法，求得滿足此平均值與標準差的延遲時間分布，並積分求得相位頻譜。配合設計反應譜，可修正其傅立葉震幅譜，推估得滿足設計反應譜需求的地表運動歷時。 傳統之設計地震水準是以PGA值之大小來區分其水準，但為能考量實際結構反應，最新的規範趨勢乃藉由均佈危害度分析，直接利用譜加速度的衰減公式，獲致特定回歸期之設計反應譜。本報告將依據鄉、?、市等行政區域為震區劃分單位，對每一個震區分別給定0.3秒週期之反應譜值水準當作短週期結構物地震水準之標準，以及1.0秒週期之反應譜值水準當作中、長週期結構物地震水準之標準。針對近斷層區域而言，工址所屬震區之震區短週期與一秒週期水平譜加速度係數深受該斷層之特性以及工址與斷層距離之影響，若僅以鄉、?、市等行政區域形心位置之均布危害度分析結果代表該行政區域所有工址的震區水平譜加速度係數，將低估部分工址之震區水平譜加速度係數，致使設計地震力不足以抵抗該斷層引發之近斷層地震。因此，必須藉助於滿足特定斷層特性之譜加速度近斷層衰減公式定義近斷層調整因子NA與NV，進而修正近斷層工址之震區水平譜加速度係數，使合理估計近斷層建築物之設計地震力。

本報告主要介紹如何運用一些簡易評估方法及頻譜容量曲線分析方法來評估學校建築結構之耐震能力。簡易評估方法為採用簡單之表格或簡單之計算式推估建築物底層之極限強度及其相對應之韌性容量，其主要目的為對現有學校建築進行初步之篩選，將耐震能力嚴重不足之學校建築挑選出來，作為其他詳細評估方法之首要目標。頻譜容量曲線分析方法為採用ATC-40中所陳述之方法，其為利用容量曲線及折減之需求曲線的交點來推估建築物於選定之需求下的最大位移量，並依此檢核建物中構材之強度及韌性的足夠度。實例分析於此採用嘉義民雄農工為例，利用簡易評估法及頻譜容量曲線分析法評估其實際耐震能力及探討一些會影響耐震能力的因素。