台灣地震損失評估系統(Taiwan Earthquake Loss Estimation System，簡稱TELES)的地震動預估模式(Ground Motion Prediction Equation，簡稱GMPE)分析架構可概分「岩盤震動強度衰減律」和「廣域場址效應修正模式」兩部分。現今有更豐富細緻的強地動資料可供檢討應用，且發展出以地震學理論為基礎的新式地震動預估模式。有鑑於此，本研究應用新蒐集的強地動資料和新式GMPE建立可應用於TELES的新版地震動預估模式。 本研究審視現有的新式GMPEs，最終選用趙書賢博士所開發之地震動預估模式Chao19，固定其場址效應參數Vs30=760m/s 作為參考岩盤；並探討其應用於廣域震損評估的適用性，增加考慮孕震區頂部深度與斷層破裂面頂部深度Ztor之關係和上盤效應，獲得可區分震源類別(地殼/隱沒帶地震)和斷層破裂機制(正、逆、平移斷層)的新版岩盤震動強度衰減律。 配合新版的岩盤震動強度衰減律，另再研發對應的廣域場址效應修正模式。首先採用Chao19推估歷史地震下各測站不含場址效應(即Vs30=760m/s)的岩盤震動強度，與各測站地表實測震動強度比較，歸納不同 分類地盤之場址效應特性，獲得不同岩盤震動強度下的場址放大經驗式，另採用測站各自之資料歸納個別測站之場址特性，綜合考慮前述兩種方式獲得測站場址效應特性，可反映Vs30和場址效應關係之趨勢，並兼顧各測站獨特的場址效應特性。最後利用網格/村里的空間內插推廣至其他無量測值之區域，得到台灣地區岩盤至地表的場址效應特性分布，作為TELES新版地震動預估模式的廣域場址效應修正模式。由於更細緻區分場址效應的程度，可凸顯局部區域場址效應細微之差異，如臺北盆地、花東縱谷等，同時反映廣域場址效應之趨勢。最終將本研究成果整合於TELES，結合其既有的建物損害推估模組，推估數個歷史地震的地震動分布、建物損害和人員傷亡，並與實際情況相較以驗證其合理性。

本研究旨在發展能準確評估如斷層發生活動而引發地震，其可能引致鄰近工址的地震反應譜及與其對應之地震動歷時的擬定方式，包含特定工址場址效應與近斷層效應的考量方式，供鄰近活動斷層工址進行結構耐震設計與耐震能力評估作業之用，並以一個鄰近山腳斷層之工址做為示範案例，評估如山腳斷層如發生活動而引發地震，其所引致該工址的目標反應譜與其對應之地震動歷時。本報告的第一章說明本研究建議擬訂地震動反應譜與地震動歷時的方法，第二章至第五章則以鄰近山腳斷層之案例示範以本研究建議之分析方法所得的分析結果，最終第六章為結論與建議。

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。

A ground motion prediction equation (GMPE) is presented for computing medians and standard deviations of peak ground acceleration (PGA) and 5% damped damping ratio for periods between 0.01 and 5 seconds to be used in PSHA and engineering application in Taiwan. An integrated strong motion dataset made up of two subduction earthquakes regions were selected from 3314 recordings from Taiwan with M4.5 to M7.12 and 3376 recordings from Japan with M6.5 to M9.13. This data set was then used to analyze the function form provided by Abrahamson et al. (2016) to find the key modeling parameters needed to generate the function form model for Taiwan subduction zone earthquake. The proposed model represents the extrapolation behaviors associated with large magnitude scaling and the near source scaling terms; both of which were developed by using a joint Taiwan-Japan regression data set. The distance attenuation and site effects were developed specifically for the Taiwan region. The site effects are based on two parameters; the average shear wave velocity at the top 30 m depth (Vs30) and the depth-to-the-shear wave velocity horizon of 1.0 km/sec (Z1.0).

We develop a ground motion prediction equation (GMPE) model for estimating horizontal ground motion amplitudes caused by crustal earthquakes in the active tectonic region of Taiwan. The model was developed based on an integrated dataset that includes mainly the local Taiwan events and partially the global events obtained from the NGA-west2 database. The model function form represents an adjustable model of the attenuation relationships developed by Chiou and Youngs 2014 (CY14) [1]. As such, we have reviewed various aspects of the CY14 model with respect to the Taiwan empirical dataset to find the key modelling parameters needed to adjust (e.g., magnitude and distance scaling, attenuation rate, site effects, Ztor-effects and style of faulting effect). We have introduced an additional term to account for the decay of aftershock events relatively different with to that of main-shock events. In this report, we compare the developed model with the NGA-west2 models, and discuss the regional difference of ground motion in term of the spectral shape, magnitude scaling, distance scaling, depth scaling, style of faulting, linear and nonlinear site effect between Taiwan and California. We provide median and standard deviations of peak ground acceleration and 5-percent damped pseudo spectral acceleration response ordinates of the orientation independent average horizontal component of ground motions (RotD50) for the spectral period of 0 to 10 sec.

本研究建立「近斷層脈衝歷時資料庫」主要原因有二，1、為了深入了解具有速度脈衝震波的發生機制及特性，我們需要將其與一般震波分類清楚，才能進行深入研究；2、提供國內外重要地震的脈衝歷時給國震中心台南實驗室的長衝程振動臺及各種結構動態數值模擬作為輸入震波之用。相關研究成果可供結構耐震需求評估之用以提升國內結構物對近斷層脈衝的耐震能力。臺灣過去曾發生過多次的災害性地震，多是由於陸上活動斷層錯動所造成，而根據地調所發布的最新結果，全臺灣共有33條活動斷層，且其中數條通過西部人口稠密帶，可知活動斷層對臺灣的威脅性。本研究收集國內外著名地震的近斷層脈衝歷時，經過適當的處理後，可供地震學或地震工程相關研究參考使用，速度脈衝的辨識方法是採用Shahi and Baker所提出之基於小波轉換的辨識技術（Shahi and Baker, 2014）。大部分國外的歷時記錄是由NGA-West2資料庫所下載，本研究則補上近年重要大規模地震的記錄；國內的脈衝記錄則是分析國震中心執行Taiwan SSHAC Level 3計畫（NCREE, 2015）所產製的強震資料庫中1991年至2018年的所有TSMIP測站資料，從當中找出所有具有近斷層速度脈衝的記錄，因此除了加速度時間歷時外，本資料庫也包括震源參數、測站場址參數、脈衝週期及常用震度等重要資訊，並額外提供速度歷時、位移歷時、加速度反應譜等，以期提高本資料庫之可用性。研究初步分析發現，臺灣本土脈衝記錄與國外記錄在特性上有所差異，建議若是國內相關案例的分析，應優先採用國內記錄，以避免因區域差異性所造成的問題。

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。

本研究發展了全新的水平向與垂直向之地震動模型，其可用於評估發生於台灣鄰近區域之地殼地震與隱沒帶地震其所造成之不同場址的垂直向與水平向地震動強度，以及垂直向與水平向反應譜比值 (V/H Ratio)，包含最佳預測之中值模型與其可能範圍的不確定性模型。本研究發展了可同時考慮資料隨機截切效應 ( Data Truncation ) 與混合效應 ( Mixed Effect ) 的兩階段最大可能性迴歸分析法來求取模型的係數，相較於過去一般使用的迴歸分析方法，其優勢在於可以考慮相同地震事件或相同測站的量測紀錄其殘差的相關性，並同時解決資料隨機截切效應所造成的取樣偏差問題。本研究選用介於0.01秒至5秒結構週期5%阻尼比與方向性無關之水平向加速度反應譜RotD50值作為地震動強度的量測值，並考慮了重要的地震動特徵如規模飽和效應、距離飽和效應、幾何擴散效應、非線性衰減效應、線性場址效應、非線性場址效應、自然不確定性 (Aleatory Uncertainty)等對地震動強度預測的影響，最終以不同的震源參數 ( 如震距規模Mw、斷層機制、破裂面頂部至地表的深度、主餘震 ) 、路徑參數 ( 如測站至斷層破裂面的最短距離 ) 與場址參數 ( Vs30與Z1.0 ) 建置地震動模型。本研究所建置的地震動模型未來可供台灣特定工址進行定值式地震危害度分析、機率式地震危害度分析與地震風險評估之用。

本研究發展了全新的水平向地震動模型，其可用於評估台灣的地殼地震與隱沒帶地震所造成之不同場址的地震動強度，包含最佳預測之中值模型與可能範圍的不確定性模型。本研究發展了可同時考慮資料隨機截切效應 ( Data Truncation ) 與混合效應 ( Mixed Effect ) 的兩階段最大可能性迴歸分析法來求取模型的係數，相較於過去一般使用的迴歸分析方法，其優勢在於可以考慮相同地震事件或相同測站的量測紀錄其殘差的相關性，並同時解決資料隨機截切效應所造成的取樣偏差問題。本研究選用介於0.01秒至5秒結構週期5%阻尼比與方向性無關之水平向加速度反應譜RotD50值作為地震動強度的量測值，並考慮了重要的地震動特徵如規模飽和效應、距離飽和效應、幾何擴散效應、非線性衰減效應、線性場址效應、非線性場址效應、自然不確定性 (Aleatory Uncertainty) 與統計不確定性 (Statistical Uncertainty) 等對地震動強度預測的影響，最終以不同的震源參數 ( 如震距規模Mw、斷層機制、破裂面頂部至地表的深度、主餘震 ) 、路徑參數 ( 如測站至斷層破裂面的最短距離 ) 與場址參數 ( Vs30與Z1.0 ) 建置地震動模型。本研究所建置的地震動模型未來可供台灣特定工址進行定值式地震危害度分析、機率式地震危害度分析與地震風險評估之用。

結構物系統識別與破壞識別為土木工程領域中日趨重要之研究方向。本計畫的目的即是提供致力於研究結構物系統識別與破壞識別方法之研究者一個良好的實驗範例。本試驗之試體為六座相同之一層樓兩跨之鋼筋混凝土構架。地震力選用921集集大地震(TCU082NS)，將不同強度之地震力經由振動台作用於不同試體中，各試體將得到不同程度之破壞。在每個試體的振動台試驗結束之後，再對試體進行循環載重試驗，以期獲得更多結構物破壞的資訊。另外，微震試驗也包含於本計畫中。對於結構物系統識別與破壞識別方法之相關研究者而言，本試驗提供了一個良好的範例。