國際複合三層樓鋼構架振動台試驗

合作單位：美國加州大學聖地牙哥分校、德州大學阿靈頓分校、國立臺灣大學、國立成功大學
執行期間：2022~2024

國震中心與美國加州大學聖地牙哥分校、德州大學阿靈頓分校、國立臺灣大學及國立成功大學等四校合作進行，以三層樓的挫屈束制斜撐構架為研究標的物，於台灣首次採用消能預鑄滑動樓板來進行振動台試驗，並可與採用傳統固接樓板構架的試驗結果相互比較耐震性能，以確認此種新型式消能滑動樓版之耐震效能。本次振動台實驗分成兩階段，第一階段為採用新形式滑動樓板之鋼構架，樓板與構架間以水平消能裝置(HBRB)連接，進行7次試驗，第二階段為模擬傳統構架，樓板與構架間以剛性桿件連接，進行10次試驗。由比較第一階段與第二階段之試驗5、6及7中各樓層層間位移角，結果顯示在第二階段試驗中，試體的層間位移角普遍大於第一階段，由此顯示HBRB降伏能減少構架層間位移，降低構架於地震下受損的程度。而由抗側力構架之挫屈束制斜撐(DBRB)的受震反應結果顯示，在第二階段相對第一階段有較大之軸向變形，顯示HBRB降伏對於降低DBRB軸向變形有明顯效果。

使用OpenFresco軟體連接數值分析模型與NCREE實驗室之H型鋼柱於抗彎構架中的耐震行為研究

合作單位：美國加州大學聖地牙哥分校、加州大學柏克萊分校、土耳其泰基爾達納米克凱末爾大學、台灣大學
執行期間：2021~2022

寬翼鋼柱普遍應用於美國較常發生地震區域之抗彎構架。為能經濟地滿足側位移角限制要求，選擇細長或深度較深的斷面以增加其慣性矩乃為常見作法。然而，當同時承受高軸力與反復側向載重時，深度較深的柱構材容易於柱底發生局部挫屈，並隨之發生柱軸向縮短情形，進而導致該柱構件與其周圍構架系統發生桿件內力重新分配的現象。國震中心與美國加州大學聖地牙哥分校、加州大學柏克萊分校、土耳其泰基爾達納米克凱末爾大學及台灣大學共同合作，針對含此種寬翼鋼柱的鋼構架系統進行複合模擬試驗，對實尺寸梁柱子構架以先進試驗方式研究此種相互作用，並採用新的位移與力量混合控制方式，更透過線上模型更新技術即時更新非線性數值梁元件之模型參數，以捕捉柱軸向縮短現象發生期間整體結構最真實之受震反應。試驗結果顯示鋼構架的橫向行為高度取決於所採用的梁翼減弱型圓弧切削斷面。

兩層樓含樓板鋼構架之高強度鋼柱於高軸力及近斷層載重下的耐震行為研究

合作單位：美國加州大學聖地牙哥分校、密西根大學、土耳其泰基爾達納米克凱末爾大學
執行期間：2019~2021

國震中心與美國密西根大學及加州大學聖地牙哥分校進行國際合作，針對箱型鋼柱在高軸力下的耐震性能有降低現象進行研究，進行兩組兩層樓含夾型挫屈束制斜撐的鋼柱構架實驗，透過真實試驗與有限元素分析，研討受高軸力與近斷層地震作用下，高強度鋼柱之寬厚比對耐震性能之影響。本次研究所有柱、梁與斜撐核心構件之材料皆為SN490B。第一組試體的南柱與北柱之寬厚比分別為20.5及21.1，皆小於美國AISC 341規範2016年版規定的高韌性λhd及中等韌性λmd之平均斷面寬厚比λad (b/t = 21.7)限制。第二組試體的南柱與北柱之寬厚比分別為27.4及27.5，皆小於美國AISC 341規範2016年版規定的中等韌性λmd斷面寬厚比限制。透過實驗可以發現第一組試體以λad平均斷面寬厚比作為設計依據時，其鋼柱在一樓層間側位移角0.04 rad下行為仍然良好。第二組試體之實驗結果顯示，以中等韌性λmd斷面寬厚比為限制來進行挫屈束制斜撐構架鋼柱的設計，構架中承受高軸力之南柱在一樓層間側位移角0.02 rad第一迴圈時，彎矩就已下降至低於90 % 極限強度，並且於柱底開始有嚴重挫屈現象。

先進複合實驗技術於既有建物耐震評估與補強之研究

合作單位：加拿大國家研究院(NRC)、加拿大英屬哥倫比亞大學
執行期間：2020~2023

台灣地區地狹人稠，人口集中於都會區，建築物高度朝中高樓發展是必然之趨勢。目前關於都會區自然災害防治領域最常討論的議題，即為自然災害下針對高度發展都市之脆弱度與回復力之風險評估。關於建築物受地震力作用下之複合實驗及非線性動力分析可分為震前準備、震時應變與震後復原。震前準備部分，國震中心目前針對低矮型建築之耐震評估與補強已有相當之成果，加拿大NRC(加拿大國家研究院，National Research Council Canada)及UBC大學(University of British Columbia)研究團隊則對複合實驗與非線性動力分析技術發展上有顯著之貢獻。結構桿件之行為研究上，國震中心對非韌性配筋構材之耐震行為研究有充分地瞭解，加拿大NRC及UBC大學研究團隊則對韌性配筋構材之耐震行為可明確地掌握。國震中心目前已發展出地震早期預警技術，可於震時作出即時減災之反應。加拿大NRC及UBC大學研究團隊則有震後殘餘強度評估之技術。因此，本計畫尋求與加拿大NRC及UBC大學研究團隊合作發展針對中高樓建築之耐震能力評估與補強方法，藉以研發中高樓建築受震複合實驗及非線性動力分析之技術。

關鍵設施採功能設計之耐震策略研究—非結構物振動台實驗

合作單位：日本防災科學技術研究所(NIED) 、日本名古屋大學、成功大學
執行期間：2021~2023

有別於一般建築中震可修、大震不倒的性能要求，關鍵設施(醫院、科技廠、發電廠等)於震後力求正常運作。國震中心長期致力於提升關鍵設施非結構耐震性能，與NIED、日本名古屋大學、成功大學合作，2021年在台南實驗室模擬神戶地震、九二一大地震下長周期建築內部非結構系統受震情境，以研發建築隔震、非結構(匯流排系統、管線系統、科技廠房庫板)補強等耐震性能提升有效策略；2022年在台南實驗室進行第二階段懸吊式非結構系統國際合作實驗，實驗目的為驗證耐震設計規範之懸吊式輕鋼架天花板耐震施工指南規定適用性，以及持續研發消防管線系統兼具機電考量之耐震措施；2023年於日本E-defense振動台執行足尺RC造10層樓之非結構掛載實驗，實測匯流排系統與天花板系統之耐震性能。

新南向計畫建置維運新南向國家整合式災害情資決策系統與智慧防震技術輸出計畫：分項一 國際講習會與研討會

合作單位：印尼萬隆理工學院(ITB)、印尼地震工程協會(AARGI)、菲律賓工程師協會(ASEP)
執行期間：2018~2023

國震中心配合「新南向政策」規劃三次短期國際講習會，分別於2018年與印尼萬隆理工學院(ITB)與印尼地震工程協會(AARGI)合作，赴印尼萬隆理工學院主辦為期兩天國際講習會，吸引約250位當地學者專家參與。2019年於國震中心舉辦為期三日之國際講習會，邀請印尼、馬來西亞、菲律賓、新加坡、緬甸與越南六國，共40位當地學者專家參與。2021年與菲律賓工程師協會(ASEP)一同舉辦為期兩天線上國際講習會，吸引約250位當地學者專家參與。透過國際講習會的舉辦，可推廣我國在地震工程的技術與經驗，增進與南向諸國的科技交流合作機會，期與南向諸國創造互利共贏的合作模式，同時希冀增加國內相關技術與產品輸出海外的機會，推動台灣產業雙向合作之機會。

新南向計畫建置維運新南向國家整合式災害情資決策系統與智慧防震技術輸出計畫：分項二 EEWS

合作國家：印度、紐西蘭
執行期間：2018~2022

國震中心透過新南向計畫推廣海外版現地型地震預警系統，於印度與紐西蘭分別進行實測，印度與學研單位Institute of Seismology Research (ISR)合作，紐西蘭則由國震中心設站與產業應用合作。國震中心與印度Institute of Seismology Research (ISR)簽署合作備忘錄，透過印度ISR提供兩萬筆地震資料開發印度版地震預警分析模組，植入位於Bhju地震觀測站的現地型地震預警系統。2019至2020年於Bhju偵測超過120筆真實地震事件紀錄，現地型地震預警系統的預測準確成效如圖1，其震度預估準確度在正負一級範圍內，與台灣現行地震預警系統運作成效類似。國震中心於紐西蘭南島基督城及北島威靈頓各設置一套現地型地震預警系統示範站。團隊收集過去紐西蘭公開地震資料開發紐西蘭版地震預警分析模式來植入紐西蘭現地型系統，安裝後累積記錄當地的上萬筆震動資料。於2021年03月05日 08:28克馬得群島，發生規模8.1深度19.4公里地震，該地震震央距離威靈頓示範站約500km，威靈頓站於圖2歷時的第30秒偵測地震P波，三秒後第33秒提出預估PGA 2.9gal(麥式震度4級)警報，第99.4秒時系統記錄到EW向最大地表加速度PGA 8.2gal(麥式震度5級)。地震預警系統成功偵測五百公里外的地震波，並在一分鐘前提出預警，預估震度與實測震度也在正負一級的範圍。顯見台灣開發之現地型地震預警系統，透過當地地震事件記錄加入分析模組，亦可發展為不同國家環境適用的現地型地震預警系統。

新南向計畫建置維運新南向國家整合式災害情資決策系統與智慧防震技術輸出計畫：分項三 校舍補強技術

合作國家：泰國、印尼
執行期間：2019~2023

國震中心推動建築物之耐震評估與補強多年，發展之耐震評估亦應用於高中職及國中小校舍耐震補強計畫，且利用國震中心大型結構實驗室，發展多項耐震補強工法之開發與驗證。為了將相關重點技術推廣至新南向國家，由泰國進行耐震評估與補強技術之首發國家，建立相關補強示範案例，並利用示範案例之推動過程，進行雙方耐震設計、評估與與補強技術與研究交流，本年度規劃將技術推廣至印尼。本計畫目前之工作成果包含合作備忘錄簽署、印尼校舍建築結構特性調查工作等，後續將再針對印尼校舍研擬適合當地之補強工法技術，建立相關產業連結與補強示範案例，交流耐震評估與與補強技術，拓展我國之耐震評估補強技術推廣範圍。

新南向計畫建置維運新南向國家整合式災害情資決策系統與智慧防震技術輸出計畫：分項四 智慧城市技術

合作單位：金讚企業股份有限公司 (Chin Chun Enterprise 2002 Co., Ltd)
執行期間：2021~2023

本計畫協助泰國建置5D智慧防救災平台，協助降低泰國因地震、淹水或火災(靜電火花、有機溶劑)所造成的災情，本平台透過IoT智慧化功能，整合水位、溫度、濕度或靜電感測等感測器與電腦3D模型，可在遭遇因地震、淹水或火災(靜電火花、有機溶劑)等事故時，將工安災害事件及時通報工廠主管或工安人員。每年如能藉由此本台避免2~3次機台小型火災，降低損失金額可高達25萬泰銖。

中高樓建築耐震試驗

合作單位：紐西蘭抗震中心(QuakeCoRE)及奧克蘭大學土木系
執行期間：2018~2020

由過去之震害地震顯示，具有軟弱底層或扭轉效應等不規則特性之中高樓層建築物耐震能力不足，這些未經韌性設計的老舊鋼筋混凝土大樓，在面臨強震作用時往往會出現嚴重破壞甚至倒塌。近年來的勘災經驗也發現，即便是現代化建築物具有韌性之考量，也會因為軟弱底層及結構系統不良致生扭轉效應等原因，造成結構受震損傷甚或難以修復之情形。若要知道既有之中高樓建築是否耐震，結構分析與模擬工具的建立實為重要，準確地辨別建築物是否具有軟弱底層或扭轉效應等不規則特性，並研擬有效的補強方針或對策始能解決中高樓建築物耐震問題。紐西蘭在基督城震災後，也發現紐西蘭同樣有中高樓建築耐震疑慮，因此，本計畫與紐西蘭抗震中心(QuakeCoRE)及奧克蘭大學土木系合作，進行中高樓建築耐震振動台試驗，利用1/2縮尺之中高樓結構試體，探討結構具有軟弱底層或扭轉效應等不規則特性時的受震反應，藉由實驗結果開發較精細之非線性側推分析方法，甚至是非線性動力歷時動力分析方法，建構立體結構模型並研擬結構構件之受力變形非線性關係，以準確地反映建築物在地震時之性能。

高強度纖維樹脂砂漿材料應用於既有建築結構補強工法

合作單位：日本宇部興產公司
執行期間：2021~2022

台灣位於環太平洋地震帶，飽受地震災害之威脅。鄰國日本同樣面臨地震災害之侵襲，自1995年阪神大地震後即開始重視震害影響，至今仍積極針對既有老舊建築物進行補強。在推動過程中與台灣一樣遇到許多之問題，因此除了使用傳統建築工法補強之外，日本之民間公司與機構亦投入於改良、研發耐震補強工法，冀望新式補強工法在保障既有建築物安全同時，也能同時兼顧施工便利、減少成本或是降低噪音汙染等效果，藉此提高民眾對於補強之接受度。本研究與日本宇部興產公司進行產學合作，共同開發適用於既有鋼筋混凝土結構之新式補強工法，運用高強度纖維樹脂砂漿材料，能有效改善傳統補強工法在構材剪力區及界面接合處容易產生破壞之問題。此外，考量現今營建產業面臨缺乏現場施工人員問題，研究採用預鑄混凝土構架補強工法，配合預力或化學植筋等技術連接補強構件與既有結構，除可以強化補強構件之製作品質，並可大幅縮短現地施工工期，對於醫院、住商混合大樓及私人住宅等有常時使用需求而無法長期進行施工之建築物，本研究開發之快速有效補強工法具有高度運用價值，將有助於我國推展建築物耐震補強之政府政策。