2017年國家地震工程研究中心於臺南實驗室完成規劃與建置一雙軸向動態試驗系統(Bi-Axial dynamic Testing System，BATS)，其為目前全球少數具備動態試驗能力之先進大型壓剪試驗機，有助於國內外隔震技術之研發，以及隔震支承實體與性能之測試。因此，對於雙軸向動態試驗系統未來為能持續滿足學研界於隔減震技術之研發與創新，以及提供工程界與公部門的測試服務與規範研修，首要之任務，國家地震工程研究中心必須在此之前，須針對其動態特性與基本參數，如等效質量與系統平均摩擦係數有更為清楚之瞭解與掌握，才可透過試驗系統執行動態試驗，以獲得隔震元件確切的動態行為，進而發展新式之隔震技術與開發先進試驗技術，以及協助國內隔震元件相關測試，免於運至國外試驗室進行驗證，有效降低國內隔震結構興建成本與工時，並確保其品質無虞。 故本研究規劃與執行一系列不同水平速度與位移振幅的三角波循環載重試驗與不同振動頻率與位移振幅的正弦波循環載重試驗，以識別其系統等效質量與系統平均摩擦係數，進而計算系統慣性力與摩擦力。主要研究內容分為三階段：(1)第一階段為在未安裝隔震支承下，針對試驗系統分別進行一系列的三角波與正弦波之反覆循環試驗，其目的為求得試驗系統之載重平台於垂直向空載下，對應不同水平速度之系統平均摩擦係數與其等效質量，(2)第二階段為針對試驗系統執行隔震支承試驗條件下，在載重平台安裝平面滑動摩擦隔震支承後，於施加垂直軸向荷載下，分別進行三角波與正弦波之循環載重試驗，進而依簡單線性迴歸分析求得試驗系統之系統平均摩擦係數，(3)執行足尺寸隔震支承之動態試驗，根據試驗數據與理論值之分析探討，探討本研究所獲得之BATS試驗系統等效質量與系統摩擦係數之合理性與適用性。

地震模擬振動台被廣泛使用於重現地震歷時，由一支或數支油壓伺服致動器、一座剛性測試平台、數組油壓動力泵、一組數位控制器，以及相關之量測儀器與訊號線等所組成。藉由油壓伺服致動器推動剛性測試平台，可將地震加速度歷時傳至錨定於剛性測試平台上的試體，並經由安裝的量測儀器即時集錄結構物的動力反應。然而傳統的比例-積分-微分控制難以完美重現目標加速度歷時，因此提升振動台之加速度性能有其必要性及發展性。本研究首先識別包含試體之振動台測試系統動力反應之模型，根據此模型設計前饋及回饋控制器，最後分別從時域及頻率域分析控制器對地震模擬振動台加速度性能提升之結果。

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。

本研究蒐集彙整美、歐過去及最新隔震支承與速度型消能元件之相關試驗規範與準則，如美國土木工程師學會、美國州公路及運輸協會、歐洲標準委員會與美國加州州政府交通部提出之相關試驗規定與檢核標準，並探討及說明我國目前實體與性能保證試驗之規定、標準與經驗。經由國外相關經驗之回饋，以及考慮於國內相關試驗之適用性與可行性後，本研究將提出隔震支承與速度型消能元件應用於國內建築結構物時，其實體與性能保證試驗規定與檢核標準之相關建議，以供耐震設計規範之具體參考依據。

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。

建築物耐震性能除考量結構物本身耐震能力決定外，亦需考慮非結構之耐震能力。近幾年來，非結構在地震中損壞的案例屢見不鮮，非結構的損壞，往往影響到建築物之使用性，導致建築物損失部分功能性，喪失原有結構物設計之功能。 冷卻設備為避免運轉中，將振動傳至樓版，往往在基座加裝彈簧避振器，以降低振動造成的噪音振動影響。然而在地震力作用下，加裝彈簧避振器之冷卻水塔設備物卻比以螺栓錨定之固接方式更容易發生傾覆、失穩情況。 本文針對重要建築物常使用之冷卻水塔設備進行試驗，探討冷卻水塔設備之力學行為和破壞方式。本文試驗共可分為兩部分，擬靜態反覆載重試驗與動態振動台試驗；反覆載重試驗目的為，觀察彈簧避振器在不同階段之力學行為，與破壞模式；動態振動台試驗則探討冷卻水塔隔振系統在地震歷時中各項動態反應，依據試驗結果，得到冷卻水塔系統基本動態特性，例如自然振動頻率、阻尼比、模態、動態放大係數等，最後根據其破壞模式，進一步提出耐震能力改善建議。

建築物的耐震性能除了由結構物本身耐震能力決定外，亦需考慮到非結構原件及機電設備的耐震能力。近幾年來，非結構物及機電設備物在地震中損壞的案例屢見不鮮，而非結構物及機電設備物損壞的結果，往往影響到建築物內部功能的正常運轉，最後可能導致建築物損失部分功能，嚴重甚至喪失整體建築當初設計的使用功能。 一般機電設備為了避免運轉時，將振動傳至樓版，往往在基座加裝彈簧避振器，以降低振動造成的噪音振動影響，然而在地震力作用下，加裝彈簧避振器的發電機卻比以螺栓錨定的固接方式更容易發生傾覆、失穩情況。 本文針對重要性建築結構內部的發電機系統，主要針對機電設備物常使用之彈簧避振器(YS-2-2400A)進行試驗，探討其力學行為和破壞方式並比對加裝橡膠抗震器(YS-7500EL)後之反應。本文試驗共可分為兩部分，擬靜態反覆載重試驗和動態振動台試驗，擬靜態反覆載重試驗目的在觀察彈簧避振器在不同階段其受力之力學行為；動態振動台試驗則在探討發電機系統在真實地震中所產生之各項反應。依據試驗結果，求得發電機系統之自然振動頻率、阻尼比等基本特性，最後根據其破壞模式，進一步提出其耐震改善建議。

隔震技術經多年的研究與試驗已證實其為實用且有效之防震技術，可保護整體結構物之安全，降低地震對於建築結構之破壞潛勢。然而，建築物的功能定義不僅取決於結構本身的耐震表現，同時也取決於非結構及設備的耐震表現，因建築物的用途不同，如醫院、高科技廠房或歷史文物館等，而有不同的結構型式、非結構元件及設備，整體結構之耐震功能設計指標因而不同。因此，建築物之耐震功能性除了取決於結構的耐震性能外，亦須取決於非結構元件及設備的耐震性能，如果結構之設計無法使其內之非結構及設備在大地震中保持原功能性（即正常運作），則建築物亦必失去其原始的設計功能。 值得一提的是，當地震來襲時，必須確保收藏於博物館中的珍貴文物與文化遺產能夠在地震作用下保持完整無虞，其為當代政府所必須肩負的首要任務，使國家重要傳統歷史文化能夠繼續沿襲至後代子孫。歷史文物保存庫房必須具有其特殊功能性，在設計新庫房或補強舊庫房時，皆應把具備科學保護文物的功能放在首位，防止人為和自然力對文物的危害，其中又以地震造成的傷害較大，其最可怕之處在於除了無法預測外，其所引致的直接災害發生時間僅十幾秒，幾乎無預警及準備的時間。因此，庫房保存藏品文物設備必須堅實牢固且經久耐用，具有足夠的抗震與承載能力裝置。 本研究將以國內中央研究院歷史文物庫房內之機櫃設備作為研究對象，在考慮機櫃設備本身既有之規格與動力特性後，利用安裝多軸連接滾動式隔震平台進行振動台試驗，以探討其對於歷史文物保存設備之抗震效益，研究成果亦可作為未來針對非結構設備防震研究之參考。

近年來隔震系統在工程實務上的應用已有多起實際案例，但因應經濟與施工條件、都市人口密集及建地取得不易等因素，除一般傳統基礎隔震結構外，中間樓層隔震結構之實務案例亦與日俱增。所謂中間樓層隔震結構即是將隔震系統裝置於中間樓層中，並非傳統基礎隔震結構裝置於基底，而其受震反應也因下部結構柔性的影響，與一般傳統基礎隔震結構有所差異。因此，本文將中間樓層隔震結構模擬成一具有三個堆積質量節點之三自由度簡化模型，以等效線性分析所推導之公式求解中間樓層隔震結構之動力特性及受震反應，其分析參數，包含有效質量、等效阻尼比及有效質量參與係數等，此外中間樓層隔震結構之受震反應也採用反應譜分析法判別之。 同時，本文針對傳統基礎隔震及中間樓層隔震模型進行振動台試驗研究，試驗結果顯示中間樓層隔震結構可發揮良好之隔震效益。然而，由於第一模態質量參與係數明顯小於傳統基礎隔震結構，所以在中間樓層隔震結構中可明顯看出高模態效應。此外，隔震器裝置於較高樓層時，隔震層會有較大之變形反應，且上部結構與下部結構之位移與受力反應存在一超過90度之相位差關係。試驗結果可知，上部結構之受力行為主要為第一模態反應，而下部結構之受力行為主要為高模態控制，因此，在中間樓層隔震設計中，應合理考量高模態效應。 藉由數值分析及試驗研究結果可知，中間樓層隔震結構如採用傳統基礎隔震之等效靜力分析程序，將有諸多不合宜之處。在考慮上部與下部結構對整體結構動力反應之影響，隔震系統之位移及阻尼比應更被準確且保守估計，並由數值分析可發現，在適當且保守地考慮隔震系統之等效週期(等效勁度)與有效阻尼比下，考量足夠模態之反應譜分析可作為中間樓層隔震結構之初步設計方法。

由於隔震結構於1994年美國加州北嶺地震與1995年日本阪神地震中的良好表現直接驗證了隔震技術之可靠性，隔震設計於結構耐震上的應用已逐漸趨於成熟，並被工程界接受為一有效的結構防震方法。國內自1999年發生921集集大地震結構物遭受重大的破壞，國人開始重視結構物的耐震性能，並迅速發展被動控制技術應用於修補或新建結構物，隔震系統亦是其中一項應用廣泛的技術。近年來隨著隔震技術逐漸成熟，亦因應經濟與施工條件、建物特性、都市人口集中以及土地取得不易等因素，除了基礎隔震建築物的蓬勃發展外，中間層隔震建築物之實務案例亦與日俱增，目前國內最常見之中間層隔震層設計是將隔震層設置在一樓頂（二樓），如國立台灣大學土木工程系新建研究大樓。中間層隔震建築物可提高施工效率以及有效地使用現有建築用地，然而在設計上須考慮高模態反應之影響，同時須避免非預期之高模態耦合效應。 國內新版「建築物耐震設計規範及解說」中增設了「隔震建築設計」章節於本文中，然而，由於建築物隔震技術引進國內之歷史尚短，而且相關規定條文應適度因應現行技術發展而加以調整，尤其在隔震元件試驗上，目前國內業界對於相關裝置之實際性能與試驗內容仍嫌陌生與不足，對其亦有不少之疑慮與窒礙難行之處。本研究初步研擬一套較為合理且完善之隔震元件試驗程序，相信其對於國內隔震應用之發展以及未來隔震結構品質評定與管理上有相當之助益，並以國立台灣大學土木工程系新建研究大樓鉛心橡膠支承墊之實體試驗與性能保證試驗進行實例說明，可做為未來業界在隔震元件試驗規劃上之參考。試驗後得知國立台灣大學土木工程系新建研究大樓鉛心橡膠支承墊具有良好之行為表現。

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。

高科技廠房對於微振動量要求嚴格，需要極厚之樓版以減少垂直微振量，如此對於無塵室之貴重設備而言，將造成較大之破壞潛勢。再者由於台灣地區土地取得不易，因而發展出疊層式晶圓廠，形成多層軟層結構，因此如何遷就既有的結構形式並使高科技廠房具有更高的防震性及兼顧基本生產環境(如微振動量之控制)，為本文之重點。 本研究依照台灣建築耐震規範設計兩棟實尺三層樓之單向單跨鋼構架，分別模擬疊層型晶圓廠房與標準型晶圓廠房進行單側向力振動台試驗，振動台試驗包括純抗彎構架之地震力震動台試驗，及減震、隔震結構之效益，並評估隔、減震元件對結構微振動量之影響。 在本試驗研究，看出非線性阻尼器結構除了於地震力作用下具有極為良好之減震效益，亦可明顯改善軟層結構，提高結構耐震性能並降低地震力反應。 滾動隔震支承具有不易與地震外力產生共振之特性，而由試驗結果看出滾動隔震支承於大地震下可有效控制加速度之傳遞，但是為了控制位移而加裝線性黏性阻尼器，卻可能使滾動隔震支承所傳遞的加速度增大。在本試驗所使用之阻尼器由於供應商提供過大阻尼係數之阻尼器，因而導致位移雖然減少加速度卻增加，因此在設計阻尼器時須考慮適當之阻尼常數，才能得到同時對位移及加速度折減之功效。 由於滾動支承系統頻率約在4Hz以下，因此經過滾動支承之傳遞後最大微振量將會發生在4Hz以下，而機具儀器設備主要是高頻振動，且裝設液態黏性阻尼器之後可有效控制微振動量，因此使用滾動支承對晶圓廠之微振動量限制是有利的，另外由於黏性阻尼器的加入，將可對低頻微振作某種程度之控制。

本計畫擬以速度型黏性阻尼器應用於橋樑支承之減震及隔震設計兩方面。根據九二一地震中具柔性支承橋樑的地震力反應顯示，支承系統為一具破壞潛勢之橋樑傳力路徑(Loading path)。然而，也由於支承系統之破壞，而使得上部結構不再受大量的地震加速度輸入因而減低橋樑之慣性力，而致使橋柱不致於受到嚴重之損傷。有鑑於此，若能於一般橋樑橡膠支承墊系統加入黏性阻尼器以增加系統之阻尼比勢必可減少支承系統之負荷，而減少上部結構錯位之可能性。 所以在應用於橡膠支承系統方面考慮黏性阻尼器對整體系統阻尼比的影響，並進行動力分析，進而提供一套整體的設計步驟。而在黏性阻尼器應用隔震支承系統方面，為因應近斷層效應帶來的巨大位移，使用黏性阻尼器，希冀能有效減低隔震系統位移並使其加速度和基底剪力不至於過度放大，對系統進行數筆近斷層地震資料的分析，經由動力分析套討一些重要參數的影響，並對結果進行探討，以擬定出一套可行之設計方法。

以半導體及TFT LCD光電產業為首的高科技產業乃我國經濟上極為重要之產業，由九二一地震﹙1999年﹚及三三一地震﹙2002年﹚經驗中，新竹地區震度並不大，然而竹科業者卻蒙受巨大之半成品(work in process)、設備及營運中斷(business interruption)等損失，就耐震力而言，只要200gal以上的振動加速度，即可能導致設備無法修復的損壞，若能使用有效的防震措施，以減少地震能量之輸入，必能減少高科技產業因地震所造成的損失。 有鑑於此，本研究考慮利用非古典阻尼的觀念，推導速度型黏性阻尼器應用於高科技廠房之減震設計，以降低其結構及非結構之地震加速度及位移反應，並進行動力分析驗證該設計公式之正確性，以擬訂出一套可行的補強設計或新結構設計方法。

綜觀目前於阻尼器制震設計，皆以NEHRP 1997(FEMA273、FEMA274)或NEHRP 2000(FEMA356、FEMA368、FEMA369)作為主要之設計依據。據目前業界之實務經驗顯示，該規範中所建議之等效阻尼比估算公式有高估中、高樓層於架設阻尼器後之結構整體有效阻尼比之疑慮，而以裝設阻尼器為主之制震系統則大多使用在中、高樓層，由此可知，此一高估結構整體有效阻尼比之結果將嚴重影響阻尼器架設後之效果，換言之，阻尼器因無法提供設計者所預期之等效阻尼比而顯得成效不彰。 於前研究【7】中，已驗證出NEHRP 規範於等效阻尼比估算公式之不保守所在且予以修正之，並基於修正該規範之精神下，重新推導在線性與非線性阻尼器分別以對角斜撐型、K 形斜撐型(Ⅰ)等裝設型式下之等效阻尼比估算公式。而在本研究中，除基於前研究【7】針對規範修正之精神下，除繼續將K 形斜撐型(Ⅱ)及上肘斜撐型之等效阻尼比估算公式推導並驗證外，並將其建議之設計流程予以延續，即在阻尼器所提供之等效阻尼比決定後，推導出各阻尼器所需要被分配的阻尼器常數(Damping Constants)。而分配方式除使用目前業界常用之平均非配法外，並另外推導分別以層間剪力大小與層間剪力之作功大小為分配依據下之阻尼器常數分配方法，並輔以一實例予以驗證。 由本研究之結果顯示，在外來激震作用下，不論結構是否進入非彈性範圍，以層間剪力大小與層間剪力之作功大小作為阻尼器常數分配依據下所設計出之制震結構，在各方面(如加速度、層間剪力等)均有較佳之表現。

非線性黏性阻尼器可以有效降低結構受震反應，進而提高結構耐震能力，但是對於層間變形較小之含RC 非結構牆之RC 抗彎矩構架，由於側向勁度較高可能因此而無法提供黏性阻尼器足夠的位移或速度以消散地震能量，本文將利用肘型斜撐系統，透過幾何關係將層間變形放大轉換至阻尼器之軸向衝程，以期能在較小層間變形下增加阻尼器之減震效益。 依國內現今工程實務，結構設計時RC 非結構牆均不予考慮其存在，然而非結構牆之加入不但改變結構之動態特性，且非結構牆對於抗彎構架之受力行為亦有明顯改變，實際含非結構牆結構之行為與設計時所考量之抗彎構架間有何差異亦為本文欲探討之處。 本文為探討上述問題，將依現行耐震設計規範設計縮尺之兩跨乘兩跨三層樓RC 抗彎矩構架，試驗結構分別有純抗彎矩構架(PMRF)、含RC 非結構牆之抗彎矩構架(WMRF)以及加裝肘型斜撐黏性阻尼器之含牆結構(DMRF)，依序進行單軸向振動台地震模擬試驗，利用結構之受震反應、能量歷時分佈與瞬時能量分析結果，驗證比較不同試驗結構之耐震能力與破壞行為。 由試驗結果顯示含非結構牆構架加裝非線性黏性阻尼器，可以降低結構反應，分擔地震輸入能量減少結構所需承受之地震力，增加結構之耐震能力。非結構牆之加入將使得受束制之樑、柱無法產生塑鉸機制，側向勁度頗高之非結構牆將承受大部分地震力，直到非結構牆產生破壞後地震力才轉移到樑、柱上。PMRF為撓曲破壞並發揮良好韌性，WMRF 則為非結構牆壓剪破壞構架韌性無法產生。即非結構牆雖然提供額外側向強度但將使構架韌性降低。 另本文使用IDARC 5.0 進行非線性歷時數值模擬，比對試驗值與數值模擬結果顯示IDARC 5.0 對於加速度反應模擬有不錯預測，但對於結構非線性時樓層位移之模擬結果欠佳。

本研究將針對一含非線性黏性阻尼器(Nonlinear Viscous Dampers)之三層樓鋼構架進行單側向(Uni-lateral)振動動台試驗，振動台試驗包括純抗彎構架之彈性地震力振動台試驗，及減震結構之彈性、非彈性地震力振動台試驗，以驗證含阻尼器結構之減震效益與構架降伏後的行為。為達到此一目的，依國內正在審查中的台灣建築物耐震設計規範規定，設計一實尺之單向單跨三層樓鋼構架，並對所使用之非線性黏性阻尼器進行性能測試，以正確得知阻尼器基本性質。 為探討純抗彎空構架在結構降伏後之非線性行為與含減震元件結構有何不同，將利用現行結構分析軟體IDARC5.0 進行空構架降伏後之行為模擬。並利用振動台試驗結果以Norio Hori 所提之瞬時輸入能量觀點予以分析，結果顯示地震瞬時輸入能量較總輸入能量能反映地震力對結構物之威脅程度。而無論由振動台試驗結果或瞬時能量分析結果，皆顯示阻尼器對結構受到地震力作用時，有其明顯與有效的貢獻存在。 在本試驗研究，發現非線性阻尼器對結構提供之額外阻尼比，在構架降伏時會有一最小值，因此在設計非線性阻尼器C 值時，可將減震結構頂層位移，定為結構降伏時之頂層位移，則可望得最保守設計。而且設計非線性阻尼器時，採用不同非線性係數( α值)，會影響阻尼器對結構所提供額外阻尼比的效益，非線性阻尼器α值並不定愈大或愈小的表現較好，在結構尚在彈性範圍內以α值愈小愈好，但結構降伏後，剛好相反， α值愈大愈好，所以設計者應衡量結構物之需求妥善選擇。 論文最後亦利用振動台試驗結果，探討NEHRP2000 對含非線性黏性阻尼器構架之靜力分析方法的準確性，等效線性靜力分析結果在預測樓層相對位移有不錯的結果，但在預測樓層加速度並不理想，且偏向不保守，因此NEHRP2000 對含阻尼器構架的相關規定，應要再審慎評估。

雖然NEHRP 2000 規範( FEMA 368、FEMA 369 )已公佈發行，但對於減震結構設計之基本需求仍需參照NEHRP 1997 規範( FEMA 273、FEMA 274 )。目前業界實務設計經驗顯示，FEMA 273規範所建議之等效阻尼比估算公式有高估中樓層及高樓層數黏性阻尼減震結構等效阻尼比之現象。而建築所用之黏性阻尼器亦多使用於高樓結構，此不保守之建議將嚴重影響阻尼系統之設計及其減震效果。本研究依實際案例分析線性等效阻尼比不足之原因，從新考量其基本假設加以修正之。再依修正線性阻尼器之精神進而修正非線性阻尼器之等效阻尼比。由於目前常見的阻尼器 加裝方式為對角斜撐方式與K 型斜撐方式，故本研究僅依照此二種形式修正其個別的等效阻尼比。 本研究以一單跨二維二十層鋼結構構架作為分析構架。含對角斜撐形式的設計阻尼比為20%，含K 型斜撐形式的設計阻尼比為15%，分別以NEHRP 1997 規範與本研究修正之公式設計阻尼常數，並進行數個地震歷時分析。在線性阻尼器方面，無論是哪種裝配形式，修正之阻尼常數之最大位移與最大加速度結果皆較NEHRP 1997 規範的完全符合線性設計結果。在非線性阻尼器方面，無論是哪種裝配形式，大多數結果，本研究之結果在最大位移及最大加速度上皆較NEHRP 1997 規範之結果合理且適當的保守。

隔震設計已被廣泛接受並逐漸地擴大應用於結構設計，然而現有規範之隔震設計方法並不通用於工址位於斷層帶或工址之震波形式為脈衝波形之設計，然而在斷層密佈且地狹人稠的台灣卻很難完全讓工址避開斷層帶，因此需要尋求適當的設計方法使得隔震系統能夠運用於斷層帶以抵抗近斷層地震。而加入減震元件於隔震系統中乃為一可行的方法。眾多減震元件中，黏性阻尼器為不具勁度、不干擾結構物本身之週期及設計方法簡單之阻尼器；其阻尼力與速度同相，與位移呈90度相差，在速度最大時出力最大，能夠有效折減地震力。 基於上述原因，本研究進行鉛心橡膠支承墊與黏性阻尼器組合隔震系統之設計與分析，旨在提供一可靠的設計方法，讓LRB 隔震結構於隔震層加裝黏性阻尼器之後能夠有效阻止近斷層地震所造成之隔震層位移快速且大量地增加。 為了擬定可靠的設計方法，本研究進行LRB 與FVD 組合隔震系統相關參數分析，包括靜力分析與動力分析，從這些分析當中尋得規則性，由這些規則性擬定設計方法，並以案例分析說明本研究所擬定之設計方法的可靠性。

一棟高科技廠房的總投資額往往是數以百億，以一間12 吋晶圓廠為例，其投資金額約1000 億新台幣左右，而其中製作產品的設備投資則可高達95%的總投資額。由於無塵室內的設備相對地震而言是非常脆弱，在大地震來臨時恐將導致整個生產線的停擺，直接成本的損失將相當龐大，而訂單的流失或長期無法生產等所造成的間接損失，將是無法想像的天文數字。以目前技術而言唯有隔震技術才能使高科技廠房於大地震發生後能迅速恢復正常運作。就功能設計法而言，隔震技術乃目前唯一可使結構達到Operational 設計目標之方法，意即在大地震作用下隔震結構的非結構元件仍不發生破壞，關於這一點即是晶圓廠最迫切需要。 另一方面，由於高科技製程的日新月異及日趨精密，相對地對高科技廠房之微振需求亦日趨嚴謹，微振問題嚴重影響晶片產品之良率及可靠度。本研究即針對此一問題在隔震系統上進行探討，其動機乃在探討採用隔震設計以確保高科技廠房設計功能性是否會衍生出嚴重之微振問題，若隔震設計不致於嚴重影響高科技廠房之微振量，則隔震設計將成為於強震區高科技廠房設計之最佳方案。反之，若隔震設計將使高科技廠房之微振量放大，則往後必須探討額外之微振控制方法或探討微振放大所在之頻率是否會造成對晶片元件製造設備之微振的影響。 本研究依照國內設計規範設計一座縮尺三層樓鋼構架，並於基底分別使用鉛心橡膠支承墊及高阻尼橡膠支承墊作為隔震器，並另外於基底加裝線性黏性阻尼器，除証明隔震設計之防震的有效性外並將探討隔震對結構微振的影響。

黏性阻尼器的特色為不具儲存勁度，裝設於構架上將不會干擾結構之基本振態頻率。黏性阻尼器依其力學性質可分為線性黏性阻尼器與非線性黏性阻尼器兩種，非線性黏性阻尼器可在較小速度時即產生較線性阻尼器大之阻尼力，因此可更有效地降低結構之地震力反應。本研究將以對角斜撐裝置方式及肘型斜撐裝置方式於一縮尺三層樓剛構架中安裝線性及非線性黏性阻尼器，進行單軸向地震力輸入之振動台試驗，驗證比較線性與非線性黏性阻尼器之減震效益。試驗結果顯示非線性阻尼器之減震效果不但較線性阻尼器優異，且其所需之出力極限需求往往小於線性阻尼器。本研究亦將針對含非線性黏性阻尼器之構架提出一較完整之設計流程以供參考，本試驗結果亦顯示此建議設計方式之可行性。另將以試驗數據檢核FEMA規範以力量疊加因子(Load Combination Factor)計算多自由度結構最大受力狀態方法之精確度。振動台試驗結果將以Norio Hori 所提之瞬時輸入能量觀點予以分析，分析結果顯示瞬時輸入能量比總輸入能量更能反映地震力對結構物之威脅程度。另使用SAP2000N軟體進行數值模擬，比對試驗值與數值模擬結果顯示SAP2000N可準確模擬對角方式裝置之非線性阻尼器構架於地震力下之反應，肘型斜撐裝置系統因鉸接處縫隙影響較大，模擬結果欠佳。 本試驗另將探討黏性阻尼器之裝設對結構微振動量之影響，由試驗構架之微振動量測結果顯示，黏性阻尼器之裝設確實能有效降低結構整體之微振動量，無論是結構主要振盪頻率或高頻之微振量皆能有效地降低。

本研究係針對一裝於三層樓鋼構架上使用高阻尼橡膠支承墊與黏滯型阻尼器之隔震樓版進行振動台試驗，其輸入地震的方式為單側向輸入以研究隔震樓版在單軸向地震下之反應，此外，並量測微振訊號於鋼構架與隔震樓版之間的變化以探討隔震系統對微振量之影響。為了達到此一目的，依照國內設計規範設計一三層樓鋼構架，並於二樓處建構一隔震樓版。 本研究之試驗皆於國家地震中心進行，試驗主要共分為兩部份，第一部份之試驗為隔震樓版之單軸向振動台試驗，在進行振動台試驗之前，並利用SAP2000N 軟體進行地震模擬以求掌握實際試驗之情況，從研究中發現，隔震樓版可以有效降低地震造成之樓版加速度。 於第二部份之試驗中，量測鋼構架與隔震樓版上之微振訊號，並推導微振分析所用之理論，以研究隔震系統對微振量之影響，從研究結果中發現，隔震系統加裝黏滯型阻尼器對於低頻微振量之放大有抑制之現象，而隔震系統對於高頻微振量之隔離亦有效果。

由於國內舊有鋼筋混凝土橋柱之耐震細部可能出現不佳之情形， 經由歷年縮尺寸橋柱研究成果， 本研究主要針對主筋於塑鉸區搭接、雙C 型箍筋、箍筋量不足等等問題， 規劃一座實尺寸鋼板補強試體以進行反覆載重試驗， 另外， 由於此座實尺寸鋼板補強試體混凝土強度嚴重不足， 故將此座實尺寸鋼板補強試體予以修復重作， 以提出橋柱混凝土強度不足時有效修復方式。以上二座橋柱試體於國家地震中心（NCREE） 進行反覆載重試驗， 以探討舊有橋柱鋼板包覆補強之有效性及試體是否存在尺寸效應。 本研究另提出一套新的剪力容量評估方法—軟化壓拉桿模型， 評估此方法運用於圓形短柱的可行性， 經由歷年縮尺寸橋柱試體評估結果， 驗証軟化壓拉桿模型可用以評估圓形短柱剪力容量。

線性黏性阻尼器之特色為不具儲存勁度，阻尼力與速度成正比且同相。本研究針對線性黏性阻尼器進行性能測試，證實此力學特性；並以對角斜撐 裝置方式及肘型斜撐裝置方式於一縮尺三層樓剛構架中安裝線性黏性阻尼 器，進行單軸向地震力輸入之振動台試驗，驗證阻尼器之減震效益。試驗結果顯示線性黏性阻尼器確能有效提高構架整體阻尼比，降低結構物受地震力之反應，且肘型斜撐裝置系統表現優於傳統對角斜撐裝置方式。另使用SAP2000N 軟體進行數值模擬，比對試驗值與數值模擬結果顯示SAP2000N可準確模擬空構架及以對角方式裝置阻尼器之構架於地震力下之反應，肘型斜撐裝置系統因鉸接處縫隙影響較大，模擬結果欠佳。 肘型斜撐系統藉由幾何形式放大阻尼器之位移及力量，達到提高阻尼器減震效能之目的。本研究將放大因子化約為θ1、L1/D 及H/D三無因次尺 寸參數之函數，推導其公式及尺寸束制條件，俾利於實務設計之使用，並由放大因子之參數分析，釐清各尺寸參數對肘型斜撐系統放大倍率之影響。振動台試驗結果將以Norio Hori 所提之瞬時輸入能量觀點予以分析，分析結果顯示瞬時輸入能量比總輸入能量更能反映地震力對結構物之威脅程度。

由於國內舊有鋼筋混凝土橋柱之耐震細部可能出現不佳之情形，本研究主要針對主筋於塑鉸區搭接及短柱剪力破壞等問題，本研究規劃六座試體以進行反覆載重試驗，其中包括一座根據舊有橋柱設計圖說所設計之橋柱主筋100％搭接縮小試體，一座短柱剪力破壞之橋柱縮小試體，及依上述主筋搭接與剪力破壞之橋柱試體進行耐震評估以及鋼板包覆補強設計與纖維強化高分子複合材料（Fiber Reinforced Plastic，FRP）補強設計之補強試體。以上六組橋柱試體於國家地震中心 (NCREE)進行反覆載重試驗，以了解舊有橋柱及鋼板包覆補強與 F R P補強後橋柱之耐震行為差異及補強之有效性。

本研究係針對一使用高阻尼橡膠支承墊（High Damping Rubber Bearing）之三層樓隔震鋼構架進行振動台試驗，其輸入地震的方式分為單側向（Uni-lateral）輸入、雙側向（Bi-lateral）輸入及三軸向（Tri-axial）輸入以研究隔震房屋結構系統在三軸向地震下之反應。為了達到此一目的，依照國內設計規範設計一三層樓鋼構架，並對所使用之支承墊進行性能測試試驗，並將性能測試試驗之結果以吳健達君所提出之分析模式來預測。在進行振動台試驗之前，利用SAP2000N軟體進行地震模擬以求掌握實際試驗之情況。 本研究之試驗皆於國家地震中心(NCREE)進行，試驗共分為兩部份，第一部份之試驗為對稱之系統，在研究中發現，現今隔震設計規範對於隔震結構之側向力分配公式並不恰當，其所預測的結果與試驗結果並不相符合，因此本研究提出一個計算上部結構側向力分布的方法，而該方法已經由實驗證實其準確性及適用性。試驗中並比較單側向輸入、雙側向輸入及三軸向輸入下隔震結構系統地震力之反應，其中包括垂直地震對於各樓層所量測到之最大加速度及隔震系統所量測到之最大位移的影響，而雙側向輸入及三軸向輸入下隔震系統之最大位移亦將與由 ”1.0+0.3” 之方向疊加法則所計算而得之結果相比較。 於第二部份之試驗中，上部結構維持對稱之系統，而隔震系統將利用支承墊之配置來模擬無偏心及雙向偏心的情況。試驗中發現各樓層所量測到之最大加速度在垂直地震輸入及隔震系統偏心的影響下，其結果與單側向輸入及雙側向輸入的結果相比較則顯得異常的大。此部份的試驗結果亦將與其他研究報告之理論分析結果相比較。

在目前科技化的時代，建築物的規模日趨龐大，功能也相對複雜，如何將結構體及其設備震後的修復費用、時間與功能性的需求納入設計考慮當中，已成為日後耐震設計規範的發展趨勢。功能設計法所強調的重點，顧名思義即在於結構物在地震侵襲時的反應行為與其震後的功能性，必須合於初始的設計要求。而位移設計法則是以目標位移來作為功能設計法中要求或是預期之控制因子以符合結構物受震後維持所須之功能特性。 本研究旨在發展鋼筋混凝土橋柱之位移設計法，並與傳統力之設計法作一比較。另外，耐震功能評估則是引用”Capacity-Demand-Methods”來評估非彈性動力之行為。除了介紹ATC-40中之方法A、方法B及Vidic，Fajfar and Fischinger (1994)非彈性需求曲線圖之分析方法外。本研究亦應用等效線彈性理論來改良ATC-40中的方法A、B的疊代過程，以建立一套簡單及有效的耐震功能評估。

本研究係針對一使用鉛心橡膠支承墊（Lead Rubber Bearing）之三層樓隔震鋼構架進行振動台試驗，其輸入地震的方式分為單側向（Uni-lateral）輸入、雙側向（Bi-lateral）輸入及三軸向（Tri-axial）輸入以研究隔震房屋結構系統在三軸向地震下之反應。為了達到此一目的，依照國內設計規範設計一三層樓鋼構架，並對所使用之支承墊進行性能測試試驗，並將性能測試試驗之結果與紐西蘭LRB規範所預測之結果相比較。在進行振動台試驗之前，利用SAP2000N軟體進行地震模擬以求掌握實際試驗之情況。 本研究之試驗皆於國家地震中心(NCREE)進行，試驗共分為兩部份，第一部份之試驗為對稱之系統，在研究中發現，現今隔震設計規範對於隔震結構之側向力分配公式並不恰當，其所預測的結果與試驗結果並不相符合，因此本研究提出一個計算上部結構側向力分布的方法，而該方法已經由實驗證實其準確性及適用性。試驗中並比較單側向輸入、雙側向輸入及三軸向輸入下隔震結構系統地震力之反應，其中包括垂直地震對於各樓層所量測到之最大加速度及隔震系統所量測到之最大位移的影響，而雙側向輸入及三軸向輸入下隔震系統之最大位移亦將與由“1.0＋0.3”之方向疊加法則所計算而得之結果相比較。 於第二部份之試驗中，上部結構維持對稱之系統，而隔震系統將利用支承墊之配置來模擬單向偏心及雙向偏心的情況。試驗中發現各樓層所量測到之最大加速度在垂直地震輸入及隔震系統偏心的影響下，其結果與單側向輸入及雙側向輸入的結果相比較則顯得異常的大。此部份的試驗結果亦將與其他研究報告之理論分析結果相比較。

由於國內舊有鋼筋混凝土橋柱之耐震細部不佳，如箍筋量不足、箍筋由兩半圓搭接、主筋斷筋點過低以及箍筋於距離基礎面上一個柱的直徑後即放寬為塑鉸區之兩倍等問題，故本研究規劃五座試體以進行反覆載重試驗，其中包括一座依新頒佈之橋樑耐震設計規範設計之試體，以及二座根據舊有橋柱設計圖說所設計之橋柱縮小試體，以及依上述二座舊有橋柱試體進行耐震評估以及鋼板包覆補強設計之補強試體。以上五組橋柱試體於國家地震中心 (NCREE) 進行反覆載重試驗，以了解新、舊橋柱以及鋼板包覆補強後橋柱之耐震行為差異。