「臺灣結構耐震評估與補強技術手冊(TEASPA V5.0)」(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 V4.0版，配合各結構分析軟體之功能，新增PMM非線性鉸功能，適用於高樓層或是不規則建築物受大軸力變化的行為。不規則結構受到單向側推，同時產生正交方向之變形，PMM非線性鉸能反映不規則結構雙向同時變形之行為。為方便工程師操作本手冊的非線性鉸參數計算，TEASPA V5.0提供單機版程式，不再受限於網路環境不佳而無法使用線上服務網頁之問題，惟使用單機版本程式，需定期至TEASPA線上服務網頁確認更新版本。 除了鋼筋混凝土建築結構的耐震能力詳細評估，隨著建築物之老舊與設計規範之持續更新，臺灣既存的鋼構造建築結構之耐震能力可能有所不足，且近年來，國內採用鋼構造之新建建築結構逐年增加，未來鋼構造建築結構有耐震能力評估與補強之需求。延續鋼筋混凝土建築物耐震能力詳細評估方法之原理，本手冊整合TEASPA-S V2.0內容，提供鋼結構關鍵構件行為模擬方法，以進行鋼結構耐震性能之評估。 本手冊是以非線性靜力側推分析法為基礎所發展之評估方法，系屬建築物耐震設計規範第8.2節所認可評估方法之一。惟建築物屬耐震設計規範8.2節解說所稱「若目標建築物屬本規範3.1節所規定之類型，並且其地面以上樓層之第一模態有效振態質量比小於60%者，宜以非線性動力歷時分析或其它經認可之方法，作為結構詳細評估方式」。另本手冊結構構造可適用於一般鋼筋混凝土造、加強磚造或鋼構造建築物，惟使用者與工程師應負其專業簽證責任。

目前國家地震工程研究中心鋼構造建築結構耐震評估手冊(TEASPA-S)對於柱斷面只有銲接箱型鋼柱之非線性鉸模型，對於其他斷面設計之柱構件並無法分析與評估耐震能力。而台灣常見的鋼結構柱設計除了常見的矩形銲接箱型柱以外，不少工程師會在銲接箱型柱內填充混凝土用來增加柱的強度與勁度，但國內外相關規範缺乏矩形填充混凝土箱型鋼柱非線性鉸模型。 本研究蒐集國內外相關試驗，藉由實驗得到的遲滯迴圈之包絡曲線可得到各試體的非線性行為，將資料整理並進行統計回歸，研擬出建議之非線性鉸模型，此曲線以A到E五點表示，其中A點為原點，B點為降伏強度點，C點為極限強度點，D點為殘餘強度點，E點為極限轉角點。本研究以15層抗彎矩構架模型詳述側推分析流程，該模型柱為銲接箱型柱、梁為H型鋼梁，並在相同模型下更改柱為混凝土填充箱型鋼柱，並套用本研究建議之非線性鉸進行非線性側推分析，兩模型相互比較其耐震能力，結果顯示使用混凝土填充箱型鋼柱確實能有效提升建物之耐震性能。 本研究以國內工程師常用之結構分析軟體ETABS，提出矩形填充混凝土箱型鋼柱建議之ETABS內建遲滯模型，結果顯示，使用Kinematic Hysteresis Model模擬構件遲滯行為表現最佳，接著以側推分析相同之混凝土填充箱型鋼柱模型進行非線性動力歷時分析時，研究挑選了9筆真實地震歷時進行模擬，分析結果顯示最大層間變位平均值在X向為2.17%，Y向為2.48%，符合性能目標。研究建議在選擇地震歷時時考慮均方誤差值，以避免建築物反應過大而造成過度保守的分析結果。研究比較了非線性側推分析與非線性動力歷時分析的結果，顯示兩種分析方法在最大基底剪力強度上的結果相近，但在最大屋頂位移則相差較大，但動力歷時分析能更準確模擬高樓層建築物在地震中的真實行為。

臺灣對於鋼筋混凝土建築結構的耐震能力詳細評估，在評估方法研究及工程實務應用均已相當成熟，但隨著建築物之老舊與設計規範之持續更新，臺灣既存的鋼構造建築結構之耐震能力可能有所不足，且近年來，採用鋼構造之新建建築結構逐年增加，往後將有越來越多鋼構造建築結構有耐震能力評估與補強之需求。本研究所述之鋼構造詳細評估法為延續鋼筋混凝土建築物耐震能力詳細評估方法之原理，以容量震譜法與非線性靜力側推分析為基礎，並使用國內工程師普遍使用之ETABS程式進行非線性靜力側推分析以獲得容量曲線，透過容量震譜法轉換為耐震性能曲線，以進行結構耐震性能之評估。 本手冊依據耐震設計規範，研擬既有鋼構造建築非線性靜力側推分析及非線性動力歷時分析之耐震性能目標，並建議鋼柱、鋼梁及同心斜撐非線性鉸參數，及執行動力歷時分析時合適之ETABS遲滯迴圈模型。另外，本手冊提供進行耐震評估時須檢核之項目與方法，以協助工程師確保耐震評估結果之合理性，避免對於評估結果錯誤判讀，而影響評估結果之準確性。 最後，本手冊提供抗彎矩構架及同心斜撐構架鋼構造建築之詳細評估案例，說明評估流程及探討評估結果，以供工程實務參考。

本報告蒐集鋼骨鋼筋混凝土(Steel Reinforced Concrete, SRC)梁柱接頭和柱設計最新國外規範及研究文獻，再與台灣鋼骨鋼筋混凝土規範及國內近代之研究成果進行比較及檢討，期以國內外相關研究及實驗結果，擬定台灣鋼骨鋼筋混凝土規範梁柱接頭及柱相關條文修訂方向及要點，盼能使鋼骨鋼筋混凝土規範更符合國內實務應用及國際技術發展。

本報告將梁柱接合設計之美日規範及文獻相關內容彙整，並針對包覆填充型鋼管混凝土柱與梁主筋以續接器連接接頭進行實尺寸實驗，目的為研究接頭力學傳遞行為及破壞機制。藉由召開專家學者會議，邀請學術界及業界針對目前SRC梁柱接頭設計及實驗結果進行討論，歸納出規範不足之處，擬定我國鋼骨鋼筋混凝土規範中梁柱接合相關條文修訂建議。

街屋是台灣中南部最常見的建築形式，其構造多採RC或加強磚造，平面形式類似，結構系統之特徵為：垂直街道方向有大量隔戶牆，平行街道方向因應通風採光與動線之建築需求，無法配置完整牆壁，形成耐震弱向，在地震中常發生沿街道方向的軟弱底層破壞，並呈現既有低層RC建物之典型強梁弱柱行為。台灣建築物耐震補強施行現況中，公有建築補強比例遠高於民間建築，主因為民眾之防災意識不足、及補強費用與施工對使用性之妨礙降低業主意願，典型街屋又由於平面類型限制，常用補強工法包括增設RC剪力牆、RC翼牆、鋼骨斜撐框架、擴柱或鋼鈑包覆等，皆因為影響空間使用性或底層柱緊鄰地界而難以施作。國立成功大學建築系杜怡萱教授研究室綜合考量典型街屋結構特性與使用者需求，提出一套簡易補強工法，相較於以結構效能為首要考量的「硬補強」，這套「軟補強」工法期望以低成本、短工期與效益足夠的特性，提高民間建築業主對耐震補強的意願。 本報告針對軟補強工法發展背景，與其試驗驗證與側推分析(TEASPA)比對提出完整說明介紹，並建議補強後構架強度簡易估算法以協助設計者初步快速估算補強數量，最後提出施工參考圖說，以提供工程界實務參考使用。

臺灣對於鋼筋混凝土建築結構的耐震能力詳細評估，在評估方法研究及工程實務應用均已相當成熟，但隨著建築物之老舊與設計規範之持續更新，臺灣既存的鋼構造建築結構之耐震能力可能有所不足，且近年來，採用鋼構造之新建建築結構逐年增加，往後將有越來越多鋼構造建築結構有耐震能力評估與補強之需求。本研究所述之鋼構造詳細評估法為延續鋼筋混凝土建築物耐震能力詳細評估方法之原理，以容量震譜法與非線性靜力側推分析為基礎，並使用國內工程師普遍使用之ETABS 程式進行非線性靜力側推分析以獲得容量曲線，透過容量震譜法轉換為耐震性能曲線，以進行結構耐震性能之評估。 本手冊依據耐震設計規範，研擬既有鋼構造建築之耐震性能目標。本版手冊之鋼柱及鋼梁非線性鉸參數採用ASCE 41-13 之建議，同心斜撐則採用本手冊建議之本土化非線性鉸參數。本手冊提供進行耐震評估時須檢核之項目與方法，以協助工程師確保耐震評估結果之合理性，避免對於評估結果錯誤判讀，而影響評估結果之準確性。 最後，本手冊提供抗彎矩構架及同心斜撐構架鋼構造建築之詳細評估案例，說明評估流程及探討評估結果，以供工程實務參考。

以套裝軟體ETABS探討如何模擬彈塑性行為，使用的模型有塑性鉸、纖維鉸、牆鉸等，本文基於ETABS軟體的梁、柱、剪力牆單元，對纖維模型和非線性鉸模型進行探討。基於纖維斷面模型如何操作建模程序，在考慮能執行軸力彎矩互制柱以及梁、剪力牆等元素基於纖維斷面模型之中高層結構非線性分析，從而能完整無誤的建立結構模型，建立軟弱底層建築的耐震評估方法。

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。

以套裝軟體ETABS探討以纖維斷面替代非線性鉸，並模擬TEASPA的RC構件背骨曲線，具有軸力彎矩互制及自由設定遲滯迴圈規則的功能，同時以國震中心南部實驗室兩座三層樓及七層樓結構比較纖維斷面模型與非線性鉸模型的分析結果。分析結果顯示，基於纖維斷面模型的整體結構非線性動力分析高效可行，將實驗值、非線性鉸及纖維斷面模型互相比對，顯示纖維斷面模型能反映PM的軸力彎矩互制，而且下降段的收斂性比非線性鉸模型好，並可進行非線性動力分析，彌補PM非線性鉸於ETABS中無法自由設定遲滯行為之缺點。此外基於TEASPA所得之纖維斷面模型，其三層樓與七層樓構架分析結果顯示與實驗值有一定程度的準確性，適合使用於軟弱底層建築及中高樓層建築的耐震評估程序。

以套裝軟體 PERFORM-3D 探討以纖維斷面替代非線性鉸，並模擬TEASPA 的 RC 構件背骨曲線，具有軸力彎矩互制及自由設定遲滯迴圈規則的功能，同時以國震中心南部實驗室兩座三層樓及七層樓結構比較纖維斷面模型與非線性鉸模型的分析結果。分析結果顯示，基於纖維斷面模型的整體結構非線性動力分析高效可行，將實驗值、非線性鉸及纖維斷面模型互相比對，顯示纖維斷面模型能反映 PM 的軸力彎矩互制，而且下降段的收斂性比非線性鉸模型好，並可進行非線性動力分析，彌補 PM 非線性鉸於 ETABS 中無法自由設定遲滯行為之缺點。此外基於 TEASPA 所得之纖維斷面模型，其三層樓與七層樓構架分析結果顯示與實驗值有一定程度的準確性。

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。

目前國內既有建築多使用基於容量震譜法的非線性側推分析做為詳細評估方法，但對於中高樓層建築，由於高模態的貢獻，評估結果可能較不精確；而非線性歷時動力分析能忠實模擬結構於地震中的反應，較適於作為中高樓層建築的耐震詳細評估工具，即以增量式動力分析(IDA)探討建物的耐震性能，由IDA分析結果建立結構的易損性曲線，檢視在設計地震作用下，其設定的性能目標是否滿足；若以生命保全作為性能目標，於475年設計地震作用下，結構反應必須低於性能目標的要求，可設定為崩塌機率低於10%；但是由於非線性動力分析需耗費大量計算機時間，不易為工程師接受，本文探討以等效單自由度模型取代原多自由度模型，執行IDA與易損性分析，雖然會犧牲一點精確度，但可有效地降低計算時間，容易推廣給工程師執行中高樓層建築的耐震詳細評估。本文即以一棟混凝土工程設計規範土木404-100的設計示範結構，說明如何由側推分析的容量曲線建立等效單自由度的側力位移背骨曲線，並執行IDA與易損性分析，並與原結構的分析結果比較。結果顯示等效單自由度系統的易損性分析結果與原多自由度系統的差異與對應的側力分配模式有很大的關係，以等效單自由度結構進行IDA結合易損性分析，可有效降低非線性動力分析計算時間，亦可作為中高層建築耐震評估工具，由於會低估GI發生機率，性能需求可設為GI結構不穩定狀態發生機率低於5%。

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。

目前國內既有建築多使用基於容量震譜法的非線性側推分析做為詳細評估方法，以生命保全作為性能目標，於475年設計地震作用下，結構反應必須低於性能目標的要求；相對於既有建築的性能目標，新建設計建築則以中震可修作為475年設計地震更高的性能目標。本文即以一棟混凝土工程設計規範土木404-100的設計示範結構，以增量式動力分析(IDA)探討此十層樓新建建築的耐震性能，並進一步由IDA分析結果建立示範結構的易損性曲線，檢視在評估所得之性能目標地震作用下，其設定的性能目標是否滿足。結果顯示對於十層樓新建設計結構，容量震譜法的耐震評估運用於較小週期的X方向韌性抗彎構架與剪力牆的二元系統，屬於保守的評估結果；但運用於較大週期的Y方向韌性抗彎構架，屬於不保守的評估結果；於475年及2500年回歸期設計地震作用下，十層樓新建設計結構兩方向構架的GI結構不穩定狀態發生機率都小於10%，屬於可接受範圍； IDA結合易損性分析雖然需要大量的非線性動力分析計算時間，但作為檢視特定層級地震的結構耐震性能表現，不失為一有效的工具。

目前國內工程界常用的耐震詳細評估程序，係基於容量震譜法的非線性靜力分析即所謂的側推分析；建物的非線性行為集中由構件的非線性鉸表現，國震中心發展的TEASPA耐震評估方法即採用M3(Y向則為M2)彎矩非線性鉸，不考慮軸力彎矩互制，由靜載階段的柱軸力決定彎矩非線性鉸的彎矩強度；PMM彎矩非線性鉸則可考慮軸力彎矩互制，由側推過程的柱軸力決定彎矩強度，比M3彎矩非線性鉸較能忠實反應受軸力柱的彎矩強度；本文即以三個範例結構探討M3或PMM非線性鉸設定對於鋼筋混凝土建築側推分析的影響，三個範例結構分別為三層樓傳統校舍結構、十層樓抗彎構架及十層樓抗彎構架結合剪力牆，結果顯示PMM非線性鉸能呈現側推過程軸力變化對於彎矩強度的影響，也能反應雙向彎矩對於彎矩強度的折減，但是由側推分析估計的性能目標地表加速度而言，M3或PMM非線性鉸的選擇，其差異不超過10%。

由921大地震建築物震損的經驗顯示，早期興建之建築物，常因設計地震力不足、結構立面平面配置不當、構件無法充分發揮韌性，以及施工品質不良等因素，使得此類型建築物的耐震能力堪慮。為確保國人的居住安全，並因應國內建築產業與營建技術發展所需，國家地震工程研究中心長期致力於既有建築物耐震評估、補強技術之研發，及新建建築物設計技術之開發。 內政部89年推動「建築物實施耐震能力評估及補強方案」，並於97年及103年進行部分修正，該方案實施至今已17 年餘，國震中心相關研究成果已落實於為數眾多之公有建築物耐震能力評估與補強工作；此外2016年美濃地震為繼1999年集集大地震以來傷亡最嚴重的地震，主因為單一建築物的倒塌，導致國人擔心居屋的耐震安全，因此政府準備全面推動老屋健檢工作，其中包含初步、詳細評估及補強設計；本論文集提供相關技術成果，可供工程師執業參考。 希冀經由這些論文集與工程先進交流，裨益國內工程界之技術發展，並以相關示範案例進行說明，提供工程專業人員使用，期望此論文集能提供工程師於建物耐震評估與補強時之參考。

目前國內工程界常用的耐震詳細評估程序，係基於容量震譜法的非線性靜力分析即所謂的側推分析，以評估所得之性能目標地表加速度與場址475年設計地震最大地表加速度比較，作為結構耐震能力是否足夠之依據。FEMA 440顯示容量震譜法於有著較短的週期的低矮建物，其評估結果較為保守，但對於中高樓層結構，單模態的側推分析可能不足以表現結構在地震中的反應，因此非線性靜力分析作為中高樓層建物的評估工具，其保守程度須加以探討。本文即以混凝土工程設計規範土木404-100的設計示範結構的非線性動力分析，探討容量震譜法運用於十層樓新建建築的保守程度；針對本文結構模型，結果顯示以容量震譜法評估十層樓新建建築的屋頂位移或最大層間變位比，仍有相當大的安全因子。

目前國內既有典型校舍多使用基於容量震譜法的非線性側推分析做為詳細評估方法，以評估所得之性能目標地表加速度與場址475年設計地震最大地表加速度比較，作為結構耐震能力是否足夠之依據。FEMA 440顯示容量震譜法於相對短週期結構物的評估結果過於保守。本文即以一棟典型的校舍建築為範例，以增量式動力分析(IDA)探討典型校舍的耐震能力與容量震譜法的保守程度，並進一步由IDA分析結果建立範例校舍的易損性曲線，檢視在評估所得之性能目標地表加速度地震作用下，建築物倒塌的機率。結果顯示對於三層樓典型校舍案例結構，容量震譜法隱含有2.25的安全因子；於耐震評估所得之性能目標地震作用下，案例結構呈現結構不穩定狀態之發生機率為5.3%，屬於可接受範圍，因此設定的評估性能目標應為合理。

目前國內工程界常用的耐震詳細評估程序，係基於容量震譜法的非線性側推分析，以評估所得之性能目標地表加速度與場址475年設計地震最大地表加速度比較，作為結構耐震能力是否足夠之依據。FEMA 440顯示容量震譜法於相對短週期結構物的評估結果過於保守。本文即以五層樓及十層樓結構系統的非線性動力分析，探討容量震譜法隱含的安全因子，及安全因子與結構樓層數、構件遲滯消能及地震歷時特性的關係；針對本文結構模型，結果顯示於五層樓結構，容量震譜法之安全因子約為3.09，於十層樓結構此安全因子約為3.43，與構件遲滯消能的多寡較無關係，而與地震歷時特性有直接關係；雖然於高樓層結構，由於多模態的影響，基於單一模態的容量震譜法可能有較大的誤差，但於本文的十層樓結構，容量震譜法仍有相當高的安全因子。

目前國內工程界常用的新建設計係基於現行耐震設計規範，依據耐震需求與設定之容許韌性容量，再與反應譜結合，提供設計者最小設計水平總橫力，從而完成彈性設計。而現行耐震評估程序採用非線性側推分析，依據耐震需求設定性能目標，以評估所得之性能目標地表加速度與場址475年設計地震最大地表加速度比較，作為結構耐震能力是否足夠之依據。本文探討依最新耐震設計規範進行設計之建物，使用耐震評估之側推分析，從而比對其相關參數並加以探討。以土木404-100「混凝土工程設計規範之應用」下冊提供之新建設計結構，進行非線性側推分析求取性能目標地表加速度，不論是初始降伏水平總橫力或容量曲線顯示之韌性容量，皆比現行耐震設計規範法規需求值為高，顯示現行耐震設計規範有較保守的最小設計水平總橫力與韌性容量規定。此外結果顯示使用不同的水平荷載分佈模式，亦會影響側推分析的結果。

民國88年發生的921地震，反映出國中小校舍耐震能力普遍不足之問題，各方學者對此亦提出對應之補強方法，其中，擴柱修復補強為一常見之補強方法，此方法可同時提高結構之強度與韌性。本中心參考後甲國中德育樓校舍之結構配置，於本中心製作沿走廊方向之二層樓平面構架試體，經反覆載重試驗後，再進行擴柱補強。此外，現行規範在軟層、弱層、強柱弱梁、柱破壞模式及接頭等均有檢核之方式，本研究乃針對擴柱修復補強後結構，以試驗結果驗證現行規範之各項檢核，探討其對擴柱補強後結構之適用性。經檢核結果發現，在軟層、強柱弱梁及接頭等三項理論檢核皆與試驗結果相符，但於弱層及柱破壞模式之檢核卻與試驗結果不同，故本文提出一套修正方法，經修正後，理論檢核與試驗結果互相符合且合理，而弱層則有待深入研究。 既有簡易側推分析乃建立於弱柱強梁之假設條件，然而校舍經擴柱補強後，其破壞機制係由強梁弱柱改為強柱弱梁，以既有簡易側推分析之結果將高估其勁度與強度，故本研究以傾角撓度法進行修正，使分析結構不需受限於弱柱強梁或強柱弱梁；本研究最終再以套裝軟體進行側推分析，並與試驗結果、簡易側推分析結果進行比較，驗證修正後之簡易側推分析可適用於強柱弱梁試體。

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。

目前國內工程界常用的耐震詳細評估程序，係基於容量震譜法的非線性 側推分析，以評估所得之性能目標地表加速度與場址475 年設計地震最大 地表加速度比較，作為結構耐震能力是否足夠之依據。FEMA 440 顯示容量 震譜法的評估結果過於保守。本文即以單自由度結構系統的非線性動力分 析，探討容量震譜法隱含的安全因子，及安全因子與結構彈性勁度、構件 遲滯消能及地震歷時特性的關係；結果顯示此安全因子超過2，且在彈性勁 度較低的結構有較大的值，與構件遲滯消能的多寡較無關係，而與地震歷 時特性有直接關係。

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。

本研究報告係針對耐震性能設計規範改造版本之建議架構與設計流程進行檢討，提出具體可行的施行方案，以改進原建議「建築物耐震性能設計指針草案(2006版)」之諸項缺點。本報告首先說明現行耐震設計規範改版之必要性，並針對耐震性能目標矩陣的概念、分析程序的種類與結構變位計算的方式作一介紹，進而提出如何在現行耐震設計規範中落實耐震性能目標矩陣，定量檢核建物性能水準的具體實行方案。此外，本報告亦探討美國PBEE (performance-based earthquake engineering)方法應用於耐震設計規範修訂的最新發展趨勢(ATC-63計畫)，並針對其所提出用以檢核建築物在MCE作用下之「防止倒塌」性能的檢核方法，對未來台灣建築物耐震設計規範在落實性能設計的因應之道與努力方向，提出一些建議。本研究已完成過渡版本之部份章節條文草案(詳見報告附錄)，以利下一階段檢討訂定其相對應之耐震設計參數規定，並提供作為銜接未來正式訂定耐震性能設計規範草案之參考基礎

國內現行耐震設計規範係在構件為韌性配筋之前提下，進行結構耐震檢核，但未必適用於現存之老舊校舍，以致無法準確掌握其耐震行為。有鑑於此，本文先以二層三跨實尺寸校舍試體之反復載重試驗結果，驗證現行規範在軟層、弱層、強柱弱梁、柱破壞模式及接頭等檢核對既有校舍結構之適用性。按照現行規範檢核所得結果，在軟層、弱層及柱破壞模式這三項理論檢核皆與試驗結果互相符合，但在強柱弱梁的檢核卻與試驗結果不同，而且梁柱接頭的檢核流程也不符既有校舍結構之行為。針對現行規範不適用於既有校舍結構耐震行為之處，本文提出修正方法，經修正後，理論檢核與試驗結果互相符合且合理。確立了耐震檢核，對於以下的側推分析，更能掌握分析結果。 有鑑於現今的側推分析，均未考慮校舍偏心造成的扭轉效應，因此本文使用扭矩非線性鉸模擬其偏心所造成之扭矩效應。首先建立扭矩與扭轉角的關係，在扭矩強度是使用ACI 318-95且經過折減的開裂扭矩強度及極限扭矩強度，折減原因是因為當構件受到組合載重，剪力及扭矩是由混凝土及箍筋一起承受，把混凝土及箍筋的強度全部都給扭矩，會太高估了扭矩強度，本文提出的折減方式可以合理且保守的預測鋼筋混凝土斷面的開裂扭矩強度及極限扭矩強度。在第一階段與第二階段的勁度，本文選用Tavio和Susanto Teng簡化Hsu的開裂扭轉勁度及極限扭轉勁度，與試驗相比是合理且保守。由此就可確立扭矩與扭轉角的關係，進而建立扭矩非線性鉸。建立出扭矩非線性鉸後，用M+T+V組合載重試驗作驗證，側推曲線與試驗相比，相當接近且都在保守側。在分析空構架試體發現，樓層越高扭轉效應越明顯且面外方向會產生內力。另外也建立了一L型校舍，結果顯示出，加扭矩非線性鉸之側推曲線會更合理，也避免高估結構物之耐震能力。

由於台灣歷史背景的關係，現存消防建築物都相當老舊且耐震能力堪憂，且消防建築物在災難中扮演指揮中心的角色，其耐震評估與補強刻不容緩。本研究係針對台東消防大樓，一地上四層地下一層鋼筋混凝土建築物，分別進行三種耐震評估，其中包括最簡單的初步評估、斷面分析評估，還有簡易推垮分析及容量震譜法，以分別得到其最大基底剪力及破壞地表加速度。 台東消防大樓在0401台東地震中嚴重損壞，中央氣象局在台東消防大樓安裝了22個加速規以記錄其地震反應，針對其強震儀量得之數據進行分析，透過積分及基線修正以得其基底剪力及最大地表加速度，三種耐震評估與量測數據之結果進行比較。三種耐震評估中初步評估得到強度最低，斷面分析評估與簡易推垮分析次之，其結果與量測比較，顯示評估結果皆符合實際破壞情形。

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。

本研究報告係針對耐震性能設計規範改造版本之建議架構與設計流程進行檢討，提出具體可行的施行方案，以改進原建議「建築物耐震性能設計指針草案(2006版)」之諸項缺點。本報告首先說明現行耐震設計規範改版之必要性，並針對耐震性能目標矩陣的概念、分析程序的種類與結構變位計算的方式作一介紹，進而提出如何在現行耐震設計規範中落實耐震性能目標矩陣，定量檢核建物性能水準的具體實行方案。此外，本報告亦探討美國PBEE (performance-based earthquake engineering)方法應用於耐震設計規範修訂的最新發展趨勢(ATC-63計畫)，並針對其所提出用以檢核建築物在MCE作用下之「防止倒塌」性能的檢核方法，對未來台灣建築物耐震設計規範在落實性能設計的因應之道與努力方向，提出一些建議。本研究已完成過渡版本之部份章節條文草案(詳見報告附錄)，以利下一階段檢討訂定其相對應之耐震設計參數規定，並提供作為銜接未來正式訂定耐震性能設計規範草案之參考基礎。

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。

國家地震工程研究中心歷年來受教育部之委托，將校舍耐震能力評估與補強設計之工作分為三級:簡易調查 ; 初步評估 ; 詳細評估與補強設計。其中發展出來的簡易調查表主要適用於非專業人員使用，初步評估、詳細評估與補強設計為專業人士所填寫。 於本年度計畫中主要建置了一「校舍耐震資訊網」，納入簡易調查、初步評估、詳細評估與補強設計於同一平台，並提供校舍耐震能力與補強相關之研究及論文的下載、填寫校舍耐震評估與補強設計表格操作手冊的下載、查詢資料庫現有之校舍耐震評估與補強設計資料、將統計分析後的結果用圖示化展現等。此資訊網將成為一公開的共享資訊平台，透過此平台可作為教育單位、專業人士及學術研究者意見的交流，並提供相關領域的專業人士及學術單位作為校舍評估及學術研究之參考依據，讓政府的經費資源能夠作最有效的運用，使所蒐集到之相關評估資料能夠發揮其最大的功效。

921地震後，國內規範對耐震標準的需求均大幅提高，尤其是中小學校舍等公共建築物，關係到學童的生命安全及提供震後之緊急避難場所，其耐震能力不容忽視。有鑑於此，中小學校舍耐震能力之全面普查實刻不容緩。針對耐震能力不足的既有校舍，本文提出三種補強方案，透過試驗來驗證其補強效果，並討論其使用性及經濟性。本文以台南市後甲國中德育樓為例，參考原始設計資料，製作三座二層三跨實尺寸試體。第一座試體先進行反覆載重試驗後，採用擴柱修復補強，是為震後補強，再進行試驗；第二、三座試體分別先對柱使用鋼板包覆補強及增設翼牆補強，是為震前補強，再分別進行耐震能力試驗。經試驗驗證，擴柱補強可增加韌性及強度；柱包覆鋼板補強對提高韌性需求最為直接；而翼牆補強則對抗剪強度最有貢獻。因而學校建築可以在安全性、使用性及經濟性的考量下，選擇最適當之補強方案。

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。

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。

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。

本研究旨在建立「建築物耐震性能設計指針(草案)」，本年度(95年度)延續前二年(93、94年度)所研提之性能目標、初步設計、分析程序、數學模擬與可接受標準等指針條文，增加隔震系統與消能系統之混凝土造建築物(第七章)，以及附屬建築物之結構物部分構體、非結構構材與機械電力設備(第八章)等章節，訂定其數學模擬及可接受標準之相關指針條文，目前已初步完成「建築物耐震性能設計指針(草案)」第一版之內容。同時，本研究針對第一版之實質內容進行檢討，提出可能之修訂或進一步研究的方向與改善對策，以提供作為下一階段具體完善改版之修訂基礎。

本研究概述建物性能研究之發展現況，並介紹各國之性能研究機制以作為我國發展性能設計規範之參考。本研究延續現有規範有關地震力需求之部分規定，並考量性能設計之所需，特別擬定適用於本國之建物性能目標，其包含進行初步設計以及進行性能檢核之多重性能標的，明確規定新建物之結構系統及其桿件與構材於各個地震危害層級所需達到之性能水準。本研究整理歸納有關位移設計法之不同作法，並修正SEAOC-99 附錄I-B 所描述之等位移設計法作為初步設計的基本參考；同時，本研究採用 FEMA 356 中規定之分析程序及其可接受標準作為性能檢核的基本參考。本研究研擬之「建築物耐震性能設計指針 (試用草案)」詳如本報告之附錄所示，本年度以RC 建物為主體，並將逐年擴充其內容使涵蓋其他類型之建物，並修改試用指針草案中之各項缺失。最後，本報告以RC 構架系統為設計示範例，藉由位移設計法進行初步設計，並藉由指針草案研擬之分析程序及可接受標準檢核最終設計方案，進行性能目標之檢核。

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。

臺灣地形多高山深谷，建設交通運輸幹線時，具有高橋柱的橋樑通常是不可避免的。而且臺灣又處於地震頻繁的環太平洋地震帶，設計橋柱時，必須要考慮甚大的地震力，此地震力又正比於結構物的質量，高橋柱即伴隨巨大的質量，因此在高震度地區設計高橋柱時，往往選擇中空斷面以減少質量，而又不至於大量降低斷面的抗彎及抗剪能力。 台灣高鐵計畫中，中空橋柱的耐震能力是一個重要課題。最近已針對台灣採用的橫向鋼筋配置的橋柱，研究撓曲韌性及剪力強度。本計畫以CFRP 補強之圓形及矩形中空橋柱施以固定軸壓及水平往復載重試驗，探討其耐 震行為─包括撓曲韌性、能量消散及剪力強度。並發展一分析模式以預測 斷面之彎矩-曲率曲線及橋柱之側力-位移關係。基於試驗數據，呈現橋柱之耐震行為。並將試驗結果與分析模式比較。結果發現試驗的橋柱之韌性係數介於3.3至5.5之間，而且分析模式能在可接受的精度下預測橋柱之側力-位移關係。總而言之，CFRP貼片能有效地增進中空橋柱之韌性係數及剪力強度。

台灣處於地震頻繁的歐亞板塊和菲律賓海板塊交會處，突如其來的強烈地震可能使建築物直接發生結構性的破壞，如何保障公共設施的完整及人民生命財產的安全，便是工程師們需要面對的挑戰。不僅要讓新蓋的建築滿足抗震的結構要求，老舊的房舍得以繼續延長其使用年限，也是工程師與研究學者應該繼續探討的課題，如何增強他們的抗震能力即屬當務之急。 要增強他們的抗震能力，可由增強其強度及韌性下手，而其中韌性補強，較不易增加原建築物的設計地震力，又能在大地震中避免建築物的脆性崩塌。又國校舍多半老舊，而且校舍安全關係學子的生命安全，本文即針對校舍的構件韌性補強方法加以說明。 文中先對文線上的補強工法作一回顧，並對樑及柱的韌性補強設計提出設計公式，在文後以四棟學校建築為例，做出樑及柱的韌性補強設計。