雙軸向動態測試系統(Bi-axial testing system，BATS)為國家地震工程研究中心台南實驗室的主要設施之一。BATS 為一高性能的試驗系統，可滿足高速和長衝程測試的需求。為因應台南實驗室利用此一主力設備發展先進地震工程實驗技術之目標，本文主要目的有二：一為建立 BATS 於外部控制時之標準作業程序(SOP)；二為對BATS 進行一系列動態測試及識別，以記錄其動態性能與轉換函數。目的一乃由於外部控制能力為發展 BATS 先進實驗技術之基礎，本文建立了一套外部控制的標準作業流程(SOP)，以確保 BATS 由外部輸入控制訊號時之安全性與穩定性。而對於目的二，本文乃透過動力測試方法，以識別 BATS 於水平位移控制與垂直力控制下之控制雜訊、系統轉換函數(transfer functions)及控制時間延遲(time delay)等特性。 測試方式分為採用 BATS 內建控制器與外部控制器下之測試，其中外部控制則又分為採用類比控制系統(使用 dSPACE 之 MicroLabBox)與採用數位控制系統(使用x-PC real-time target machine 與 SCRAMNet 卡)二種方法進行比較。測試結果顯示，在未使用補償器(compensator)之條件下，BATS 採用外部控制器與內建控制器時之動態性能及轉換函數趨勢大致相同，且使用外部控制器時，時間延遲效應並未明顯增加。而採用數位或類比外部控制器時之系統轉換函數差異亦不大，惟採用數位控制器時的雜訊略小於類比控制器者。

2016年2月6日凌晨時分台灣發生災害性地震，震央位於高雄市美濃區；無獨有偶，兩年後的2018年2月6日午夜時分台灣再次於東部花蓮地區發生災害性地震，此兩次地震相距數百公里，構成因素迥異，但相同的是有不少棟中高樓建築物發生坍塌，且造成不少人員傷亡。本文先針對美濃及花蓮地震中高樓建築物震損勘災結果進行敘述，再探討可能成因，爾後再具體提出可行之因應對策，以作為未來中高樓建築震害防範之參考。其中，美濃地震中高樓建築物損壞原因主要為結構系統配置不良、底層軟弱、扭轉效應、非韌性配筋及施工不當等因素，而花蓮地震倒塌者之肇因除前者外，尚有鄰近斷層之因素。綜合歸納中高樓層建築於此兩次地震發生倒塌者，十之八九與軟弱底層有顯著相關，此亦為未來提升中高樓建築耐震能力之關鍵性課題。為有效解決前述課題，本文搭配國家地震工程研究中心近期建議之地震歷時篩選資料庫，提出一套易於執行之非線性動力分析方法，名為「臺灣鋼筋混凝土結構耐震評估非線性動力分析方法」(Taiwan Earthquake Assessment for Structures by Dynamic Analysis, TEASDA)，供國內外產學研界共同參考使用，望能更有效釐清既有建物耐震能力不足疑慮，作為後續耐震能力提升之依據。

開放式地震工程模擬系統OpenSees (Open System for Earthquake Engineering Simulation)為開放式程式碼之有限元素結構分析軟體，常用以模擬結構受地震或動態外力作用下之反應。該軟體亦於複合實驗技術 (hybrid testing) 程式應用中扮演重要之角色。然而，OpenSees雖然是廣為應用之結構分析軟體，但其在建立結構分析模型時卻較一般商用軟體複雜，因其係以Tcl (Tool Command Langue) 程式語言之方式撰寫。因此，為使讀者易於了解與操作，本文除了介紹OpenSees之基本指令外，亦將介紹其圖型化介面軟體STKO (Scientific Toolkit for OpenSees) 之操作方式，並以線性及非線性結構分析等範例，由簡入深地逐一示範OpenSees之建模與分析步驟。透過本文之說明，讀者可了解以下內容：(1)如何以OpenSees建立線性結構數值模型，並進行線性結構之靜力及動力分析。(2)如何以ModIMK塑鉸背骨曲線模型並配合Peak-oriented遲滯迴圈模型，以建立含塑鉸之OpenSees非線性結構數值模型。(3)如何以圖型介面前處理軟體STKO建立OpenSees非線性結構數學模型，並進行側推分析與非線性動力分析。(4)了解前處理軟體STKO所輸出之OpenSees Tcl程式腳本內容，日後可與OpenFresco結合，以建立複合實驗用之結構數學模型。

本報告係針對既有鋼筋混凝土(Reinforced Concrete; RC)結構補強，提供一新型的補強方式。近期地震勘災發現許多既有老舊鋼筋混凝土建築物因為耐震能力不足而有所損傷，因此對於耐震能力有疑慮或是確實有不足的建築物必須執行耐震能力補強。在臺灣，對於鋼筋混凝土常用之補強方法如擴柱、翼牆、增設剪力牆或是磚牆等方法增加建築物的耐震能力。但是這些濕式補強方式常在施工過程中產生大量的粉塵、噪音以及需要噪音以及需要求住戶遷離。這使得施工期間建築物內部無法使用，進而造成住戶或是使用者之不便。濕式補強方法造成的不便利性，使得難以在私人建物上推動耐震能力補強，因此需要發展乾式且能快速的補強方法，以有效推動耐震補強工程。 本報告擬介紹一使用挫曲束制斜撐(Buckling-restrained brace; BRB)與自行接合裝置之補強方法。此方法藉由自行接合裝置內彈簧預先壓縮之行程吸收BRB之拉伸變形量，以避免BRB產生拉力作用造成相鄰RC構件之拉力破壞。此外，藉由分析BRB相鄰RC構件的強度並依其慎選BRB之軸壓強度，用以避免軸壓強度過高造成相鄰RC構件受壓提早破壞。如此可透過BRB良好的韌性行為，可讓BRB提供之側力強度可與RC構架既有之最大側力強度直接疊加，以提供補強之經濟效益。另外透過自行接合裝置內部彈簧之預壓力，可使BRB與既有RC構架固結，減少介面錨定施工項目且賦予補強構件有可移動性。此對於結構未來空間之使用提供便利性。本報告對於此補強工法提供一設計流程，並執行一補強構架實驗驗證其可行性。

「臺灣結構耐震評估與補強技術手冊(TEASPA V4.0)」(下簡稱本手冊)是以側推分析為基礎之非線性靜力分析方法，應用容量震譜法，求取結構物之耐震性能；延續TEASPA 3.1版，配合ETABS及SAP2000等結構分析軟體之功能，將柱構件兩端改設置為P-M非線性鉸，透過柱斷面軸力與彎矩互制關係，計算隨軸力變化柱構件之非線性鉸參數，能反映出地震下柱軸力之實際行為；針對構件耐震行為之背骨模型，本手冊更新鋼筋混凝土柱、短柱、短梁、無開口RC牆、開口RC牆、及開口磚牆等構件之非線性鉸參數。為方便工程師操作本手冊的非線性鉸參數計算，國震中心與中興社合作開發一套輔助程式之線上服務網頁，輔助工程師進行模型構件非線性鉸設定、結構系統之耐震性能計算；本線上服務網頁可提供工程師依個案條件，擇需要檢核的桿件，輸出選定構件之非線性鉸參數計算書，以便進行檢核。 在耐震補強技術方面，參考地震勘災經驗，山上區公有市場軟弱底層結構，於2016年美濃地震後底層完全倒塌；而南化區公有市場因於震前有設置臨時支撐，在2016年美濃地震後未倒塌，顯見這些臨時支撐具有抗倒塌效果。可見若能於底層增加補強構件，雖僅為階段性補強，但至少能達到防止倒塌的目標。因此本手冊除了更新詳細評估技術外，也新增數個補強工法，可供各類型建築進行完整補強之選項。然而，若建築物因工程技術以外之因素，無法執行完整補強，本手冊也依據建築物耐震設計規範第八章，提供耐震階段性補強工法之設計程序與技術，並分別以案例操作說明完整補強或階段性補強，提供予工程師進行補強設計之參考。 本手冊延續TEASPA 3.1版，適用範圍不再受六層以下建物之限制，可適用一般鋼筋混凝土造或加強磚造之平面規則建築物，惟使用者與工程師應負其專業責任。對於平面不規則之鋼筋混凝土造或加強磚造建築物，採本手冊介紹之方法配合高模態及扭矩之考慮，可提供具參考價值之分析結果。

國家地震工程研究中心於2017年及2018年分別進行了三層樓與七層樓鋼筋混凝土構架的振動台實驗。本研究報告介紹針對這兩次振動台實驗的地震記錄選取與數值模型的建立方法。本研究分別挑選具近斷層效應的強地動歷時與一般的強地動歷時供振動台進行測試，地震紀錄選取的考量包括試驗的目的、試體的特性與振動台的性能等。並且依據兩種不同的理論建立數值模型，分別以結構分析軟體ETABS及PISA3D進行非線性反應歷時分析，數值分析結果與實驗結果進行比較，以確認數值模型的準確性。此外，以現行混凝土工程設計規範中的十層樓鋼筋混凝土建築為範例，以結構分析軟體PERFORM-3D進行增量式動力分析，建立其易損性曲線。

國家地震工程研究中心台南實驗室在2017年8月以一座一樓挑高且具非韌性配筋柱構件之三層樓RC試體構架，進行一系列的構件實驗及振動台試驗，邀請國內結構設計單位及專家學者共同針對此一RC試體構架進行分析模擬，其中針對如何使用適切的分析元素與模型以有效模擬其勁度、強度、破壞模式及非線性行為設定方式等詳加研討，希望可促進既有RC建物耐震評估程序及補強工法的研發與精進，並就建築物及相關構件行為之分析模擬技術與實務需求進行研討交流，期望能提供研討成果及技術給工程界參考，期以提昇國內結構設計與分析技術之水準。

國家地震工程研究中心 (以下簡稱國震中心) 研發之「鋼筋混凝土建築物耐震能力詳細評估方法 (推垮分析)」，已更名為「臺灣結構耐震評估側推分析法 (Taiwan Earthquake Assessment for Structures by Pushover Analysis)」簡稱 TEASPA，於 2018 年 8 月以前已發展至 V3.0 版，惟 V3.0(含) 以前版本均於柱構件兩端設置 M 非線性鉸，係以 (靜載重 +1/2 活載重) 作用下之單一軸壓力計算對應之 M 非線性鉸性質，並未考慮軸力變化對非線性絞性質之影響，因此建議適用六層樓以下建築物。隨著 ETABS 以及 SAP2000 等軟體功能逐步提升，國震中心於 2018 年度 5 月開始與財團法人中興工程顧問社 (以下簡稱中興社) 合作，開發 TEASPA V3.1 版，將柱構件兩端改設置 PM 或 PMM 非線性鉸，依循柱斷面之軸力彎矩互制關係曲線，計算柱構件在各式軸力變化下之 P-M 非線性鉸參數。 為了比較 TEASPA V3.0 與 TEASPA V3.1 版之差異及合理性，國震中心及中興社分別採 ETABS 2016 及 SAP2000 V20 分析共 6 個案例，分析結果顯示：低矮型建築物的軸力變化較小，用舊版 M 或 新版 P-M/P-M-M 非線性鉸模型作側推分析，結構耐震能力差異不大，構件破壞模式差異也不大；中高型建築物的軸力變化較大，用舊版 M 或新版 P-M/P-M-M 非線性鉸模型作側推分析，結構耐震能力差異相對較大，且構件破壞模式差異較大，以升級後 TEASPA 3.1 版的 P-M/P-M-M 非線性鉸模型執行耐震評估更能合理反映構件的破壞強度與變位。ETABS 2016 及 SAP2000 V20 可提供 P-M 或 P-M-M 非線性鉸設定以執行側推分析，背骨曲線的彎矩強度及轉角變位皆可依側推過程軸力變化而變化，合理反映非線性鉸軸力變化對側推結果的影響。升級後 TEASPA 適用範圍應不再受六層樓以下之條件限制。本方法適用於鋼筋混凝土造或加強磚造之平面規則建築物的耐震評估，可供建築師、相關專業技師及專業機構等應用於耐震能力詳細評估工作時之參考使用，使用者仍應自負其專業責任。

本報告針對既有鋼筋混凝土結構，使用台灣宇部股份有限公司(日本宇部興產株式會社)之DUF工法，進行既有鋼筋混凝土結構之外加構架補強研究。既有鋼筋混凝土之常見補強工法(如擴柱、剪力牆及翼牆…等)，常會影響欲補強建築物之內部結構以及使用空間上的配置；施工期間建物內部不得繼續使用，進而造成人員使用上之不便或是暫停營運經濟上之損失；且亦可能會造成既有牆面以及門窗之變動，上述限制均影響補強工作之推行。 日本宇部興產株式會社研發出外加構架DUF補強工法，藉此降低上述補強工法帶來之不便及影響，為了驗證外加構架DUF補強工法之補強性能，故於國家地震中心進行既有結構外加構架DUF工法補強試驗研究。本研究分為實驗以及軟體分析兩個部分，實驗部分共製作3組試體，於國家地震中心之多軸向試驗系統(MATS)，進行反覆載重試驗，分別比較空構架與外加構架之受力行為。其試驗結果顯示外加構架DUF工法均能有效提升未補強構架之試體強度，且新舊構架連接處之植筋效果良好，實驗過程中並沒有發生新舊構架分離的現象。 分析部分，則先採用ETABS軟體及TEASPA之分析方法，進行實驗試體之分析模擬，實驗試體之分析強度較實驗值保守且分析曲線與試驗曲線貼近，透過該比對可說明此分析方法之合理性。接著，採用DUF工法對既有建物補強做案例分析，嘗試模擬外加構架補強之實際狀況，案例分析結果均顯示外加構架補強能夠有效的提升補強案例之地表最大加速度(PGA)。

現行建築物耐震能力初步評估法已有適用於一般鋼筋混凝土建築及磚、木構造建築，並無適用鋼構造建築之初步評估法。然而，在高中職及國中小校舍常見之體育館及活動中心以及少數教學教室仍可能是鋼構造建築，為使此類型校舍有一初步檢核之方法，本研究擬定一套鋼構造建築結構耐震能力初步評估法，適用對象為低矮型簡易型鋼構造校舍。本方法並不適用於樓高二層樓以上或建築物總高度超過十五公尺之鋼構校舍，對於此類鋼構校舍，建議直接執行詳細評估以判斷其結構耐震能力。本研究共計完成十棟鋼構造校舍之耐震能力初步評估，其評議結果可供主管機關作為執行後續作業之依據。

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。

現行工程師常用結構分析方法為非線性靜力分析(側推分析)及非線性動力分析兩種；前者分析方法雖能反應RC結構物耐震特性，但只考慮到第一模態，在低矮樓層較為可行。而在中高樓層須考慮到高模態之反應，側推分析方法無法反應高模態及扭轉行為，故中、高樓層一般常用非線性動力分析進行。雖然非線性動力分析有效反應出結構之行為，但因執行非線性動力分析過於耗時，不便於工程師使用。故本文主要探討脊骨模型於非線性動力分析之可行性；在彈性部分脊骨模型與完整模型結果相符，而非線性分析之結果脊骨模型能有效模擬，同時藉由脊骨模型之特性結合側推分析方法，以反應結構物高模態之行為。以脊骨模型取代完整RC結構模型進行非線性動力分析，並以相當精簡的時間完成分析，提供工程師使用於中高樓層之分析檢核與耐震能力評估。

目前有許多學者專家對於結構物補強工法之評估均有不同看法，相對於評估結果也有所差異，本文選以國家地震工程研究中心所研發之TEASPA方法，結合目前各式補強方法進行個別介紹與探討。文中亦對擴柱、翼牆、鋼板包覆、鋼斜撐、外加構架等常用補強工法進行案例模擬，對於分析與實驗所得之基底剪力和屋頂位移關係曲線圖進行討論比較，所得結果可以比較不同補強工法提升結構物耐震能力之差異。

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。

側推分析方法對於對稱或低矮型建築具有簡易使用與高精確性的優點，現已被廣泛運用在性能設計以及耐震評估當中。惟高樓層及不對稱形建築物分別在立面與平面上，具有高模態效應顯著的特性，傳統側推分析方法對於此類建築物易有較大誤差。因此，本文旨在提出一套改良式側推分析方法，其可同時考量模態與質量參與係數以獲得新側力分布，並採用非線性反應譜分析所得到的修正參數，修正傳統側推分析所得結果。本文並以14層樓鋼筋混凝土建築物為案例，比較本文建議方法與非線性反應譜分析方法、N2方法以及改良式N2方法之差異性，以驗證所建議方法之合理性，其驗證比較係採用頂層位移及層間變位等參數。由結果可知，本文所建議之方法可合理評估高樓層或不對稱建築之耐震反應。

本研究目的為建立鹽害與中性化影響之RC校舍耐震能力評估法。 利用鋼筋混凝土劣化預測模式與外觀目視劣化度判定，評估柱構件之 鋼筋腐蝕量，並對腐蝕柱構件其塑鉸性質進行折減，結合國震中心之 耐震能力評估輔助程式，評估劣化RC 校舍之耐震能力。另外，本研 究以台灣中小學震損RC 校舍建築為標的，依日本現行診斷方式判定 柱構件損傷度，結合國震中心之耐震能力評估輔助程式以評估其耐震 能力，最後再依照日本建築防災協會所制定之耐震性能殘率，給予其 建築物震損程度之判定。綜合上述，本研究建立之耐震能力評估法可 考慮「劣化」與「震損」兩種現象對於RC 校舍耐震能力之影響，可 提供工程師考慮此兩種現象並實行耐震能力評估之參考。

耐震詳細評估係用以評估結構的耐震能力，目前最常見的分析方法為非 線性側推分析。ATC-40 介紹的非線性側推分析係基於平面構架，若運用於 空間構架時，必須加以修正。本文即探討空間構架的單模態側推分析與簡 單側推分析；並說明使用單一模態側推分析的原則，及指出ETABS 在ADRS 格式轉換公式的錯誤；針對空間構架的側推分析，建議以基於平面構架假 設的簡單側推分析，建立結構容量曲線與容量震譜，較能合理的評估結構 的耐震能力。

為使土木、建築與結構等專業人員熟習並正確使用耐震詳細評估方法之操作程序，與推廣「校舍結構耐震評估與補強技術手冊第二版」（NCREE 09-023）建議之容量震譜法，故舉辦本場講習會。除將整套詳細評估方法做一詳盡之解說，亦進行分析技巧與案例探討之分享，期能與相關從業人員進行技術交流，共同促進校舍結構耐震能力提昇之工作。 本場講習會內容包括使用PISA3D、ETABS及MIDAS等軟體進行非線性側推分析之介紹，讓評估人員可充分了解前述結構分析軟體進行耐震詳細評估之完整流程，並熟習相關非線性鉸性質之設定與檢核方式。講習會中亦將進行分析技巧與案例探討之經驗分享，與講述校舍性能目標地表加速度之判定法則，期望評估人員能夠正確判斷分析結果之合理性，共同為改善校舍耐震能力貢獻一份心力。

台灣地震頻繁，歷年來幾次大地震中，校舍損毀情況相當嚴重，因此對於既有校舍之耐震能力提昇作業，國家地震工程研究中心發展了一套針對校舍建築之耐震能力詳細評估方法。 國震中心從2005年至2007年進行了一系列的校舍結構物現地試驗，這些試驗資料可用來驗證非線性側推分析；國震中心亦建立921集集地震南投縣中校舍震損資料庫，可用於耐震詳評方法之驗證。 本文探討國震中心針對校舍結構發展之詳細評估方法，並藉由921地震中，校舍建築之真實震損資料驗證耐震詳細評估方法。

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。

本文參考美國ATC-40建議的耐震能力評估方法，即所謂的容量震譜法(Capacity Spectrum Method)來評估六層樓（含）以下之鋼筋混凝土造或加強磚造之平面規則建築物的耐震能力。此法可以充分表現出結構物的非線性行為，使建物的耐震能力不再只由「強度」決定，而是由「強度」與「韌性」一起貢獻。 容量震譜法的震譜曲線是由推垮分析(Pushover analysis)所得到的容量曲線，再經由單自由度模態轉換獲得。要以非線性分析程式模擬出建物的非線性行為，端看結構元件上所設置的非線性鉸來表現。本文即參考美國規範FEMA-273及ASCE 41-06定義非線性鉸的方式，給予一套經試驗驗證的非線性鉸設定參數。此外，由於非線性分析程式無法在版殼元素上提供非線性鉸的設定，故本文亦利用將RC牆轉為等值寬柱、將磚牆轉為等值斜撐的分析模式，使得牆體結構亦能提供抗震能力的貢獻，真實反映出建築物的實際結構行為。依據以上的理論基礎，運用MATLAB程式編譯軟體將以上的各種塑性鉸設定方法，撰寫為耐震詳細評估輔助分析程式並提供給工程實務界的工程師選擇使用，以取代較繁複的手算過程。 本文針對國家地震工程研究中心已完成的現地實驗校舍，進行推垮分析並與其實驗曲線作比較，驗證本文耐震詳細評估方法的合理性與正確性。經由分析的結果顯示，本文之分析方法可以模擬結構物的強度與受震行為，且本文的非線性鉸設定方法亦改善了非線性分析程式內建之非線性鉸過於保守的缺陷。

配合行政院「振興經濟新方案—擴大公共建設投資」，教育部提出「加速老舊校舍及相關設備補強整建計畫」，針對高中職及國民中小學校舍中有安全疑慮者，進行補強；或補強不敷成本效益者，進行整建。預計於四年內，大幅提升校舍之耐震能力，為下一次大地震之來臨，作好準備工作。 國家地震工程研究中心彙整多年來在校舍結構耐震評估與補強之研究成果，編訂成冊，佐以範例闡述耐震評估及補強設計之流程，「校舍結構耐震評估與補強技術手冊」（NCREE 08-023）。為使工程師認識並了解本中心研發之評估方法的理論架構，分別於2008年10月在台北、高雄及2009年1月在台中舉辦「校舍結構耐震評估與補強技術手冊」講習會；為使工程師熟悉詳細評估程序之操作，並作實機演練，遂再於2008年11月高雄及2009年1月台北舉行「校舍結構耐震能力詳細評估(容量震譜法)實作講習會」，均獲得工程業界廣大迴響；另為使工程師熟悉補強設計與評估程序之操作，並作實機演練，特於2009年3月台北舉辦「校舍結構耐震補強設計實作講習會」。 本手冊提供擴柱補強、翼牆補強、剪力牆補強及複合柱補強等四種經濟有效且經試驗驗證可行之補強方法，供工程師參考。由於待補強之校舍數量龐大，補強工法必須經濟、有效。校舍經補強設計後，必須檢核其耐震能力，以符需求，國家地震工程研究中心團隊開發出一套自動化輔助計算程式，供工程師參考，相關輔助計算程式可於網址http://school.ncree.org.tw/school 免費下載使用。 為使結構工程專業人員熟悉前揭四種補強方法之設計與分析，故將實作講習會之簡報整理成本報告，以提供工程師進行耐震補強設計時作為參考。

本文所呈獻的是經由校舍建築現地靜態單向側推試驗，得知利用RC(reinforced concrete)擴柱補強窗台柱後之成效，其中囊括補強設計與施工細則。由試驗結果顯示，在施工品管完善使得新、舊構材連結良好且力量傳遞連續的前提下，校舍之窗台柱經由RC擴柱補強能有效提升強度、韌性及能量消散量等耐震性能，並符合規範需求，且將原樣試體之剪力破壞模式改善為撓剪破壞，為國內中低樓層校舍結構補強中，一經濟有效的可行方案；隨後將試驗試體進行推垮分析及耐震評估，不但得到與試驗結果行為吻合之分析容量曲線，並且建立了一套合理、可靠的耐震評估方法。

其耐震能力。而此補強方式是在原結構弱抗震能力之柱梁構架上包覆鋼板，即於校舍平行走廊方向之窗檯柱補強及左右橫梁補強，規劃補強理念是提高柱在平行走廊方向的抗剪能力，以及上下樓層鋼板之連續性。 經由靜態單向側推之現地試驗結果顯示，鋼板補強之校舍比未補強校舍的耐震能力，最大強度約提昇了110%，由1444kN提升至3054kN，而抗震消能提昇約2.20倍，顯示其強度與韌性皆明顯上升。此方法不僅施工容易，且不影響結構物之原尺寸及原有功能。於實驗後證明，更確認此補強方式可以提高抗剪能力，所以對於現今的老舊校舍，鋼板補強是一個不錯的補強方式。 此外，本文使用ETABS對於實驗校舍進行推垮分析與耐震評估，並與實驗曲線作比較，驗證本文所使用之分析方法的正確性。而經由分析結果的呈現，可顯示本文的分析方法對於模擬校舍建築物的強度與耐震行為，有非常好的可靠度。

本文探討校舍結構利用後拉式預力鋼棒補強之靜態單向推垮現地試驗與分析。試驗內容主要闡述校舍建物使用預力鋼棒補強工法之過程及說明試體製作、規劃之細節，針對試驗過程各階段之破壞情形、並以補強與原樣試驗試體之結果做耐震效益比較。 試驗結果得知，此預力鋼棒補強設計方法能夠有效傳遞預力，提高建物之抗側力能力，進而明顯提升建物之耐震能力與水準。本補強工法經現地試驗結果驗證為國內低樓層校舍建築補強之經濟有效的可行方案。 本文內容除了提及試驗結果與補強效益外，亦對預力鋼棒補強試體做非線性推垮分析求取容量曲線並進行耐震能力評估。

既有建築物的耐震能力需要一套有效的耐震評估方法加以確認。國家地震工程研究中心基於美國ATC-40的容量震譜法，發展了一套以側推分析為基礎的耐震詳細評估方法，目前已針對低矮型建築的結構元件建議適當的非線性鉸性質，這些非線性鉸性質直接影響建築物側推分析的結果，因此需要實體校舍試驗加以驗證。過去四年來，國震中心針對欲拆除之老舊校舍，開始於花蓮縣新城國中進行首次現地側推試驗，隨後陸續在雲林縣口湖國小、桃園縣瑞埔國小及台南縣關廟國小，進行多次現地側推試驗，試驗結果確立了一些真實校舍結構在側推下之反應，正可作為驗證側推分析之用。 文中針對國震中心歷年來完成之未補強校舍現地試驗結果，與ETABS側推分析得到之容量曲線進行比較分析，除了驗證本文介紹之耐震詳細評估方法的合理性與正確性，並深入探討結構體非線性鉸發生之機制，作為後續修正結構元件非線性鉸特性之依據，更能真實模擬低矮型建築之受震行為，提供將來工程師進行低矮型建築耐震能力評估之參考。

雲林縣口湖國小校舍現地靜態推垮實驗，是國內第二次執行之建築物現地實驗，其與花蓮縣新城國中現地實驗之差別，首在以加載方式施加軸力，使柱構件之破壞，呈現出較接近柱之行為；其次是試體有標準構架、標準構架含RC翼強及標準構架含磚翼牆三種，便於比對觀察其行為；另外，口湖國小現地實驗採推垮方式進行，可獲得完整之推垮曲線。 雲林口湖國小標準構架試體，在頂層位移達到達16.6mm時，總側向力約為0.98 ；在頂層位移達到28.5mm，總側向力 為2897kN，崩塌時總側向力為0.23 ，屋頂位移360.3mm；實驗結果顯示，變形主要集中於一樓，一樓具有全部之塑性變形，二樓大多為彈性變形，由側推載重位移曲線可知降伏平台段很短，整個線型與柱構件之剪力破壞模式較為相似。 比較口湖國小標準構架試體與新城國中試體之側力位移曲線，窗台柱在強度點後之行為主控整個側推曲線之趨勢。口湖國小標準構架試體之窗台柱承載之軸力0.11 ，為新程國中之窗台柱承載軸力(0.07 )之1.57倍，但窗台柱之破壞模式與新城國中窗台柱相同皆為撓剪破壞。新城國中柱之高寬比( )為7.83而口湖國小標準構架試體為4.83，新城國中窗台柱明顯較口湖國小窗台柱細長並承受較低之軸力，因此韌性也較佳。故雖然二者皆屬撓剪破壞模式，但在強度點後新城國中側力位移曲線有明顯之平台行為，破壞點後勁度之衰減亦較遲緩，整體線型較接近撓曲破壞模式，而口湖國小標準構架試體由於窗台柱之軸力較大且高寬比較低，故試體之側力位移曲線則較接近剪力破壞模式。 口湖國小RC翼牆補強試體之最大強度2750kN（位移48.4mm），與標準構架試體之最大強度2119kN（位移56.4mm）相比較，後者位移減少8mm強度增加631kN(30%)。而含磚翼牆試體，比起標準構架試體約增加778kN(37%)之側力強度。實驗結果顯示兩種翼牆在提昇韌性之幫助上，均無顯著之效果。 觀察現地實驗中各構件之破壞序列，由其垂直傳力機制改變，可知當校舍結構在窗台柱斷裂後，其所無法承載之軸力，透過強力版梁之傳力媒介，將軸力傳至鄰近長柱(隔間牆邊柱)，由隔間牆及其邊柱承載軸力繼續側移；當隔間牆邊柱喪失垂直承載能力時，整個建物皆壓在隔間牆上繼續側移，直至崩塌。 至目前為止，所執行之現地實驗，皆為靜態側推，其所獲得之推垮曲線，是否能充分反應地震之動態特性或應如何進行修正，實有待後續繼續執行擬動態實驗之研究以驗證之。

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。

現今在美國已發展了許多房屋設計的輔助方針以避免造成房屋建築的累進式倒塌。而這些設計方針提出許多設計方法來考量在結構桿件突然破壞引致載重重分配行為當中的動態放大效應。目前也有許許多多的分析研究被提出來驗證這些設計方針，惟迄今只有相當少數的試驗是用來進行驗證這些設計方針與分析結果。 本研究旨在以現地試驗來進行二層樓鋼筋混凝土構架式房屋試體的動態載重重分配行為。試驗項目包含使用炸藥以移除結構體內之一根支柱，並同時進行此結構內其餘支柱的變位量測。引爆炸藥在移除支柱軸向承載力之瞬間，同時亦對此結構體產生向上的爆壓作用力。由試驗結果可知本構架結構在試驗過程當中仍保持線彈性。 本研究以ETABS程式來建構此試驗試體的解析模型，此模型能有效地模擬試體在試驗當中的結構反應，並且亦被用以驗證試驗試體單純的重力載重重分配行為，與在爆破過程當中包含爆壓上抬效應的所有結構反應。 由試驗過程的重力載重重分配當中，可以歸納獲得動態放大因子為1.89。此結果可驗證先前分析研究與累進式倒塌設計方針對於線性結構所提出的最大動態放大效應為2.0的論點。由試驗結果可知，試體支柱的結構反應均為第一振動模態所控制。在那些所分配到的穩定態載重相當少的支柱上，可觀察得到動態放大係數將會大於2.0，但其絕對最大軸向力增加相當少。受結構體單側的懸臂梁的影響，使得高模態對於在這些位置的反應最大值會有顯著的貢獻。 上抬爆壓力使得結構體在重力載重重分配過程中的最大反應值放大了68%之多。並且，此上抬爆壓力亦使得結構體產生不對稱行為的現象。所以當埋置於構件中的炸藥引致柱破壞時，這種爆壓上抬效應應該被仔細考慮。

國內低矮型校舍建築在九二一地震中，受損嚴重，其耐震能力明顯堪憂。回顧國內對現有校舍結構耐震能力之實驗，僅有實驗室縮尺或足尺組件之實驗，但仍缺乏實體結構之測試數據。因此，若能對既有校舍進行現地側推試驗，其成果將可對耐震診斷之側推分析提供最直接之驗證。 校舍屬剪力型房屋，沿走廊方向（長向）為結構弱向。是故，現地實驗採沿長向進行推垮，反力端除利用剩餘教室建築結構外並架設鋼骨斜撐以支撐。實驗由國家地震工程研究中心與大漢技術學院合作，針對待拆除重建之教室建築，於寒假期間在花蓮縣新城國中進行，實驗從2005年1月20日開始至1月29日止。本文不含分析，其主要內容有現地側推實驗之測試佈置、實驗方法及側推曲線與破壞模式，其次為材料強度取樣實驗、門窗功能實驗及垂直承載實驗之成果。

中小學校舍耐震能力不足的現象，在九二一集集地震中得到證實，因此，校舍結構耐震評估與補強乃當務之急。傳統結構耐震補強方法常因耗費工期長、工程廢料多、工程費用高且施工時須拆除部份門窗，致使校舍之使用功能受到衝擊。有鑑於此，遂提出在校舍隔間磚牆增設複合柱之構想進行補強，增設之複合柱分為前、後兩部分，配置8根主筋，並以橫向鋼筋於牆之前、後兩側夾住隔間磚牆，此工法具備省時、省工且對原有校舍功能之影響最低。 此補強工法已於國家地震工程中心進行實驗室實尺寸構架試驗並獲得良好驗證。本次現地試驗之目的係欲獲得既有校舍建築物經增設複合柱補強前與補強後受靜態單向側力之反應，故規劃兩座試體，分別為未補強之空構架標準試體與增設複合柱之補強試體，兩座試體皆為2層樓鋼筋混凝土加強磚造建築物且尺寸相近，經整理後單一樓層有2間教室，教室外單側有走廊，走廊外側無柱。實驗時，利用施力系統進行單向側推試驗。由本次現地實驗所得之頂層位移與基底剪力關係圖，可驗證隔間牆增設複合柱補強工法應用於本次試驗之校舍時，於強度方面提昇65%；另於0.8倍最大強度時，位移提昇32%，顯示其可行性與補強效益均佳。

在地震災難發生時，各級政府之消防單位為第一線的救災機關，甚至肩負震災緊急應變指揮中心或前進指揮所之責任，是以消防廳舍的耐震能力必須高於一般的建築物。隨著科技之進步及經驗之累積，建築物耐震設計規範不斷更新，既有之消防廳舍係按照起造當時之規範來設計，從現今之角度觀之，既有消防廳舍之耐震能力未必符合現行規範之要求。同時，為了爭取災害搶救之時效，發揮救災之功能，消防廳舍必須保持動線暢通無阻，其結構系統具有獨特性，可能導致某些耐震弱點。因此，消防廳舍除了考量其結構安全外，更要確保其救災機能。台灣位處地震帶，地震乃台灣之宿命，建立消防廳舍耐震評估及補強之技術及其施行之策略，乃刻不容緩之課題。 本計畫針對台北市10棟消防廳舍，完成結構特性調查；根據收集的資料庫，確立初步評估方法，並對台北市10棟消防廳舍進行初步評估；建立基於推垮分析的詳細評估方法，並對台北市兩棟虛擬消防廳舍進行詳細評估；確立符合功能設計原則的破壞地表加速度及樓層變位等指標，以量化指標作為補強成效評估之依據，並對台北市一棟虛擬消防廳舍進行擴大柱斷面、增加翼牆及鋼板包覆三種耐震補強設計，並評估各式耐震補強後消防廳舍之耐震能力。

在地震災難發生時，各級政府之警政單位為第一線的救災機關，是以警政廳舍的耐震能力必須高於一般的建築物。隨著科技之進步及經驗之累積，建築物耐震設計規範不斷更新，既有之警政廳舍係按照起造當時之規範來設計，從現今之角度觀之，既有警政廳舍之耐震能力未必符合現行規範之要求。同時，為了爭取災害搶救之時效，發揮救災之功能，警政廳舍必須保持動線暢通無阻，其結構系統具有獨特性，可能導致某些耐震弱點。因此，警政廳舍除了考量其結構安全外，更要確保其救災機能。台灣位處地震帶，地震乃台灣之宿命，建立警政廳舍耐震評估及補強之技術及其施行之策略，乃刻不容緩之課題。 本計畫針對台北市6棟及南投縣6棟警政廳舍，完成結構特性調查；根據收集的資料庫，確立初步評估方法，並對台北市6棟及南投縣6棟警政廳舍進行初步評估；建立基於推垮分析的詳細評估方法，並對兩棟虛擬警政廳舍進行詳細評估；確立符合功能設計原則的破壞地表加速度及樓層變位等指標，以量化指標作為補強成效評估之依據，並對一棟虛擬警政廳舍以鋼筋混凝土剪力牆置換磚牆補強與增設開口鋼筋混凝土牆補強，並評估各式耐震補強後警政廳舍之耐震能力。

本文依據美國ATC-40建議的耐震能力評估方法，即所謂的容量震譜法(Capacity Spectrum Method)來計算低矮型校舍結構的耐震能力。此法可以充分表現出結構物的非線性行為，使建物的耐震能力不再只由「強度」決定，而是由「強度」與「韌性」一起貢獻。 容量震譜法的震譜曲線是由非線性靜力分析(Pushover analysis)所得到的容量曲線，再經由公式轉換獲得。要模擬出建物的非線性行為，端看結構元件上所設置的塑鉸來表現。本文即參考美國規範FEMA-273定義塑鉸的方式，自行給予一套合理的塑鉸設定方法。此外，由於ETABS無法在版殼元素上提供塑鉸的設定，故本文亦利用將RC牆轉為等值寬柱、將磚牆轉為等值斜撐的分析模式，使得牆面結構亦能提供抗震能力的貢獻，真實反映出建築物的實際結構行為。依據以上的理論基礎，運用MATLAB程式編譯軟體將以上的各種塑性鉸設定方法，撰寫為程式並提供給工程實務界的工程師使用。 本文針對國家地震中心進行過的現地實驗校舍進行推垮分析與耐震評估，並與其實驗曲線作比較，驗證本文耐震詳細評估方法的合理性與正確性。經由分析的結果顯示，本文之分析方法可以良好模擬校舍結構物的強度與受震行為，且本文的塑鉸設定方法亦改善了ETABS內建塑鉸過於保守的缺陷與設定塑鉸所需的繁複動作。本文提供的方法並不侷限於低矮型校舍的耐震評估，亦適用於一般低矮型鋼筋混凝土建築物。

本文旨在應用大型結構實驗與數值模擬定量地探討鋼筋混凝土含牆構架以碳纖維複合材料貼片補強之耐震行為。文中將碳纖維複合材料貼片以樹脂交叉貼於剪力牆之對角作剪力補強。本文共計完成六個大尺寸之中型與低型含牆構架試體，並應用數值流形法建立其數值預測模式。文中結果顯示碳纖維複合材料貼片補強能顯著地增加低型含牆構架之耐震能力，唯中型含牆構架之效果不明顯。此外，碳纖維複合材料貼片補強對已破壞之試體幾乎無效。