強震即時警報主要目的為能在強震波來臨前，準確於當地提出警報，以避免人員的傷亡與財產的損失，同時避免因為過度預測的誤報，所造成社會成本的損失。因此，準確的分辨該次地震是否會對於人員傷亡與財產損失，為強震即時警報技術研發的首要目標。然而，實際上造成傷亡與損失的，並不是地震本身，主要為地震導致結構物破壞(例如建築物倒塌、橋梁斷裂、交通運輸脫軌、水壩潰提等，為主要的傷亡來源)、結構物附屬設施掉落或損壞(例如天花板掉落、儲存櫃倒塌砸傷人員、瓦斯管線斷裂造成火災等)、重要設備物的損傷或功能性喪失(例如重要歷史文物受損、高科技面板廠房Stocker內產品破裂、高科技晶圓廠房爐管內產品破裂、高科技廠房內Scanner當機導致無預警長期停工等)等等。考慮結構型態的不同所呈現的結構特性亦不同，且各類結構物的受震後反應皆不同，較難以用統一方式概括。本研究擬結合人工智慧與結構動力特性分析技術，發展結構受震反應快速評估技術，期能助於估計對於各類結構物、附屬設施及設備物的可能損害程度，以及所引致的人員損傷程度，更為準確的分辨來臨之地震是否可能造成傷亡與損失，期能藉由自動化控制的輔助，獲得更佳的警報效果。本研究擬採用初達P波前三秒內資訊，配合人工智慧技術建立類神經模型，並推估即將來臨之地震訊號在頻譜振幅與頻譜相位中的含量，進而推估地表地震訊號。將所得地表訊號結合目標結構物各樓層之轉換函數，即可大致推估出各樓層的最大受震加速度反應。最後，利用雙塔試驗模型、中科管理局大樓及兩棟建築物等案例探討此研究在實務上所能達到的成果。試驗結果顯示，本研究所提出之方法大致上皆可有效預測的最大樓板反應。其中，在實驗室之雙塔試驗模型，以及兩棟建築物的案例，其預測結果較為準確；相對的，在中科管理局大樓案例預測結果較為不準確，且不論是使用量測訊號所得之轉換函數，或是有限元素模型所得之轉換函數，結果均較為不準確，其原因可能為該結構系統較為複雜所導致。最後，目前本研究所探討的案例仍不足，未來應增加案例，並探討應用於各種不同形式結構物之可行性。

由於風力發電機組容易被狂風、雷擊所損傷，而建造一座風力發電機組所需經費不斐。因此，風機結構的損傷偵測是監測風機狀況的重要課題之一。許多基於結構振動的損傷診斷技術已陸續在近二十年間被提出，局部柔度法即為其中一項大有可為的技術，該方法僅需要使用少量之結構振動模態便可判斷結構物損傷位置和程度，且不需要有限元素的結構模型。在本研究中，我們提出一個針對基於由廣域光纖光柵感測器所測量的廣域應變信號，進而使局部柔度法應用於轉動的風機葉片和塔柱的損傷偵測。本研究設計了一個大型的風力發電機組，此風機結構設計時參考一個典型實際規模1.5MW風機之自然頻率。並將此結構架設於國家地震工程研究中心之振動台上進行試驗。轉動葉片的光纖訊號經由一個空心軸承內的轉子機制讓訊號可以即時傳輸，轉動的接頭被發送到一個由固定之數據擷取系統收錄。本研究利用加勁鋁板黏著於風機葉片的方式模擬了可逆的損害，目的是為了試體之重複使用性。由國家地震工程研究中心之振動台試驗結果顯示，本研究所提出之方法可正確診斷葉片之損傷位置。

臺灣屬於環太平洋地震帶的一部分，每年皆發生許多地震。近年來政府雖在強化地震觀測與紀錄上投入很多心力，但僅觀測地震發生對於降低地震災害並無實質幫助。如何能在地震來臨前進行先期預警，橋梁、建築即時管制，人員快速的防災因應才是重點。 本計畫綜合國家地震中心於地震特徵分析與預測等相關領域的研究，發展現地型地震預警技術。其運用現地測站實時偵測地震前導波起始點，再將地震前導波特徵參數帶入所開發的地震預測技術中推估地震最大地表加速度，以進行地震預警；另本團隊在研發中考量近、遠域地震不同之特性，引入區域型地震預警技術，結合現地型與區域型預警技術之優點形成地震預警系統，提供全方位之即時地震防護。 本地震預警系統在研究團隊的推動下，民國一○二年底為止已在臺灣本島建置十座預警示範站，示範站中包含前端之地震預警系統與後端之地震警報系統，並對示範站使用者進行防災教育指導。此舉除了進行系統長期現地驗證測試外，也透過實際運作及演練，提供該測站使用者即時地震防護與相應之防災意識。各示範站運作背景下所蒐集之預警訊息則被統整為地震預警系統振動偵測事件資料庫，此資料庫將可作為各種地震預警技術的發展與驗證之用。藉由年度檢視資料庫中各測站之運作狀態，研究團隊可從各式參數中統計運作成效以為精進之參酌，將可在下次地震來臨時提供更準確之預測結果，也可成為研發區域最佳化地震預測技術之重要基石。

基於結構動態特性進行結構健康診斷的研究在近年來相當的受重視，此類研究過去大多採用側向振動訊號之量測，而本研究更進一步改由軸向量測廣域應變之振動訊號，利用此訊號進行系統識別得到廣域應變的模態形狀並將其轉換為旋轉自由度的模態形狀。本研究將廣域應變及側向加速度兩種量測方法應用於薄板結構上，並使用模態曲率診斷方法、模態曲率平方診斷方法、基於模態應變能的損傷指數方法、應用光纖量測廣域應變模態之擬局部柔度法、應用加速度計量測側向位移模態之擬局部柔度法等的健康診斷的方法，進行數值模擬與實際試驗之驗證。其結果顯示，基於模態曲率的診斷方法中，僅基於模態應變能的損傷指數方法對於薄板結構損傷定位能有準確的結果，但該方法僅能對於損傷位置進行診斷，故本研究嘗試發表「應用加速度計量測側向位移模態」與「應用光纖量測廣域應變模態」之擬局部柔度法，期盼能進一步診斷損傷程度，但其數值模擬與實驗顯示，只有後者能夠應用於薄板結構的損傷診斷，且仍有許多誤差可能影響診斷結果。

局部柔度法(Local flexibility method)是藉由量測模態參數便可判斷梁結構之局部剛度變化。其方法之基本條件之一，係使用一虛力使其所導致之應力在局部結構區域不為零，其他區域為零；本研究改進之擬局部柔度法(Pseudo local flexibility method)，係打破此一基本條件，以換取較佳之診斷結果。本研究將此方法應用於一連續梁及兩端固定梁，並進行數值模擬及實際試驗之驗證。其結果與應用局部柔度法之結果相比，顯示此方法可利用較少量之模態，更準確地診斷超靜定梁結構之損傷位置及程度。本研究中提出另一種改進的局部柔度法，亦打破傳統側向振動訊號量測之限制，改為量測梁結構廣域應變之振動訊號，並利用此訊號進行系統識別得到廣域應變模態形狀，再將其轉換成為「旋轉位移」模態形狀，即可應用局部柔度法之原理進行損傷診斷。本研究將光纖量測應用於一簡支梁，並進行數值模擬及實際試驗之驗證；其數值模擬結果顯示，使用相同模態數量時，與使用「側向位移」模態形狀之結果相比，確實有較佳的診斷結果；試驗結果顯示，使用「旋轉位移」模態形狀，與使用「側向位移」模態形狀之結果相比是相差不多，可能是因為實驗過程中的訊雜比偏大，亦即雜訊比偏小，且側向振動訊號量測之訊雜比相較於廣域應變振動訊號之訊雜比大許多，導致難以顯示出此方法之特點。此外，運用上述二種改進方法，由於集中應力的範圍較小，可提高損傷的敏感度，應可易於診斷損傷位置靠近支承處之情況。

結構系統的模態參數如自然頻率、阻尼等會隨著系統產生破壞而有所改變，然而藉由識別模態參數只能進一步偵測系統的損壞，無法量化損害程度。本文提出一套損害診斷的方法，針對結構系統，不僅以損害指標量化損害情形，更深入探討系統剛度及強度的折減情形，對系統的損害做更深入的解釋。因此，配合識別技巧與嵌入式統計模式，可提供系統受地震力作用之下，剛度與強度折減程度，配合損害指標，更完整描述系統的損害情形。

結構健康度檢測（Structural Health Monitoring）在土木工程領域裡頭一直非常受到重視，為了實現這個理念，系統識別（System Identification）與傷害檢測（Damage Detection）變成近十或十五年裡最重要的技術。在一個強大的動力事件中，結構系統也許遭受了某種程度的損害，而此結構系統的損壞將會反應在參數數值的變動上，且被包含在振動反應的量測中。因此系統識別的技術，尤其是即時識別的技術（On-line Identification Technique）近年來大量的被採用。 在即時識別的技術上，時間域的分析（Time Domain Analysis）以迭代運算（iterative computation）的形式被應用，例如卡氏過濾理論（Kalman Filter Technique）。然而此種迭代運算非常地倚賴過去的資料且無法識別系統參數瞬間的改變，為了克服這個缺點，適應性卡氏過濾理論（Adaptive Kalman Filter）使用了適應性尋跡的技術（Adaptive Tracking Technique）而被提出。 在這篇論文中將提出一個適應性尋跡的技術，此技術運用卡氏過濾理論為基礎，並著眼於誤差共變數矩陣（error covariance matrix）的發展。首先，每一個時間點的殘餘誤差（residual error）將被算出，而適應性矩陣（adaptation matrix）根據殘餘誤差產生，最後透過推薦的誤差指數（error index）使得系統參數可以即時的被識別。此方法能夠在嚴重的動力事件中識別系統參數瞬間的改變，此外也可以應用於識別非線性系統之恢復力（restoring force）的背脊線（backbone curve）。為了驗證這方法，結構系統的反應將以數值模擬與實驗量測兩種方法產生，而用以識別結構系統參數。最後，識別結果會有所比較與討論。

這篇論文主要在探討兩種不同的損害檢測方法評估全域性和局部性結構損害。本文中的傷害評估方法大致可分三個步驟：第一是利用量測資料識別狀態空間的結構系統矩陣，並利用結構系統矩陣轉換出動態的物理參數，第二是利用 DLV方法進行全域性損害檢測，第三是使用模態振形曲率的變化量並定義傷害指數評估局部性結構性損害。 狀態空間識別( SRIM )是利用量測資料識別結構系統矩陣，並且利用識別的結構系統矩陣識別二階系統的動態結構矩陣。就傷害檢測而言，結構物( 線性系統 )常被分為破壞前與破壞後兩階段。本論文首先利用四個數值模型為例進行全域性與局部性結構損害檢測，這四個例子分別為：( 1 )三個自由度的剪力構架，( 2 )二維桁架結構，( 3 )兩跨度梁的有限元素模型及( 4 )三層樓房屋構架的有限元素模型。 此外，上述方法也應用於實驗資料。本篇論文選用在國家地震中心的實尺寸三層樓結構進行實驗資料分析，此結構可分為兩種不同的型態：一個是在基準結構一樓加設支撐模擬健康狀態並且移除支撐模擬破壞狀態；另一種是基準結構一樓的柱子進行翼板切削以模擬破壞狀態。由於感測器安裝與數量上的限制，損壞樓層的位移和應變測量資料也被用來識別系統模態振形以進行局部性結構損傷檢測。

目前台灣地區國民中小學校舍耐震能力仍舊普遍不足，為避免大地震發生時造成學校建築嚴重破壞，引致嚴重傷亡與損失，並發揮學校建築於震後作為緊急避難場所之功能，本研究針對國民中小學典型之學校建築，根據其常見結構型態、耐震弱點、歷年震害之破壞模式及實驗統計資料，提出一簡便有效之校舍耐震能力初步評估法，並將調查評估項目表格化，以作為篩選耐震能力不足校舍之參考標準。並以此評估表格於台灣北、中、南部七個縣市選取共計二十六棟校舍進行簡易耐震評估之作業。同時，針對建築結構設計圖保存良好之案例，利用詳細耐震評估法進行評估，以驗證本研究所提初步評估法之可靠性。由各案例之分析結果來看，本研究所提之簡易評估結果與詳細耐震評估結果，吻合度極為良好，顯示此初步評估法之可信度極佳。

以加強鋼筋替代彎鉤鋼筋可以減少因鋼筋籠過密而造成混凝土澆製堵塞等等的問題，對於施工方面也有助益及改善，且樑柱接頭區以及柱與基礎交接區的鋼筋錨定往往會因為主筋於節點內錨定長度不足而不符合規範要求。另外根據以往的經驗顯示傳統彎鉤並無法有效的發揮其功能，原因在於彎鉤之後的混凝土可能在鋼筋降伏之前即已因為應力過高而被擠碎，其結果造成鋼筋在降伏力量達到之前已損失部分力量。 基於這些考量，本研究規劃兩組使用加強鋼筋之樑柱接頭試體並進行反覆載重試驗以了解其力學行為，並將其試驗結果與國外所做之相同試驗結果做比較。綜合本試驗之結果與Tarek之研究報告結果可以歸納出，加強鋼筋應用於樑柱接頭之主筋及箍筋的整體表現比使用傳統彎鉤鋼筋之相似樑柱接頭試體的整體有較優良之表現。

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。