國家地震工程研究中心從事震災境況模擬與風險評估研究，已經有二十年以上的經驗。為精進相關技術研究，並拓展地震保險風險評估之應用範疇，近年運用開源程式庫，整合震損評估模組與地理資訊系統(GIS)程式庫，完成「台灣地震風險評估系統(Taiwan Earthquake Risk Assessment)」(簡稱TERA)的開發。TERA 為針對一般建築物地震保險風險評估的需求而客製化的分析軟體，本報告旨在介紹其中的台灣住宅地震保險風險評估模型(Taiwan Residential Earthquake Insurance Risk Assessment Model)，包含分析架構、資料庫與模式之說明，目前已可以住宅地震險保單資料作為輸入，可進行單一地震事件保險損失評估和機率式風險評估。 台灣住宅地震保險風險評估模型中包含非結構構件與動產之損失評估模式，在單一地震事件可輸出建築物(包含非結構構件)和動產之財產損失、保險損失、額外給付費用等數據。機率式風險評估結果可輸出包含年平均總損失、年平均保險損失、年平均保險損失標準差、保險損失之年超越機率曲線(OEP & AEP) 、單一事件可能最大損失、危險分散機制之整層與各層年平均損失、損失標準差、起賠機率、耗竭機率…等數據。其分析架構可概分風險暴露分析模組、危害度分析模組、損害分析模組、財務損失分析模組和機率式風險評估模組等 5 個模組，以風險暴露保單資料庫、推測地震事件資料庫和事件損失資料表 3 個資料庫連結各模組。本報告旨在介紹台灣住宅地震保險風險評估模型，說明分析模組使用之模式與參數資料以及與資料庫間關聯等技術細節。

本研究首先針對自來水接續管線進行試驗研究，選擇延性鑄鐵管(DIP)中，K型接頭、A型接頭管，以及延性鑄鐵平口管(多用於制水閥前後，與用戶水表接續，或者淨水廠內各單元間之接續)，進行耐震性能試驗，受測管材之標稱管徑統一取為DN400；試驗過程中以油壓致動器逐步施加位移，強制受測管材在加壓滿水的條件下，產生超出規範所容許的接頭伸縮量或彎折角，以研究其破壞機制與耐震能耐。經由管材耐震試驗，可知K型接頭之水密性良好，但不具防脫功能 ; A型接頭延性鑄鐵管(試體承口端為A型接頭十字管，插口端為D2K直管)水密性不良且不具防脫功能，在軸拉力或彎矩作用下，接頭十分容易鬆脫，耐震性能極差；延性鑄鐵平口管(試體由兩支單突緣短管對接)屬剛性接頭，軸拉與轉角的變形容量均極低，接頭界面之橡膠墊圈彈性不足，稍有張力或加壓後卸載即會漏水。基於以上研究成果，證實A型接頭延性鑄鐵管十分容易鬆脫，耐震性能極差，既有管線應加速汰換；平口管則變形容量極低，實不宜單獨作為輸配水管線之使用，若用於制水閥前後，或是淨水廠各單元間接續使用，則宜加強此類接頭之密合度檢查。 第二部分為進行分段管線非線性側推分析，在執行側推分析之前，必須先配置接頭的非線性塑鉸參數，前人研究中利用材料參數與實驗分析的結果建立管體的軸力、壓力、彎矩非線性塑鉸，而本研究則是利用試驗結果與非線性挫屈分析的比對結果，建立接頭的軸力、壓力、彎矩非線性塑鉸。總合上述兩部分的結果，利用案例分析探討了延性鑄鐵管DN400mm的管體受平移斷層之行為，考慮容許錯動量以及管線破壞模式，在接頭控制破壞模式下可以發現容許錯動量有減少的趨勢。

台灣位處環太平洋地震帶，平均數十年會發生一次嚴重性的陸上地震，當地震發生時，不論是地上或地下結構物，將面臨嚴峻的考驗，不只是斷層本身造成的災害，因為地震而發生土壤液化危害，也將會對整個地下自來水管線造成嚴重的影響，由於自來水管線屬於維生管線系統，倘因震害無法運作、提供穩定的服務時，勢必對於民生需求以及衛生環境造成一大衝擊，隨之而來的社會安定問題，對於震後的社會又再是另一波的動盪，因此對於自來水管線受地震所引起的損害，是現今進步社會的一項重要課題。 本研究主要方向可分為兩部分，第一部分為延性鑄鐵管(Ductile Iron Pipes , DIP)與K型接頭力學試驗，延性鑄鐵管為台灣常用地下自來水管線，具有高強度、高延展性、安全性高等優點；而K型柔性接頭則是利用壓圈緊壓橡膠圈達到水密性高以及擁有適度的彎曲等優點，藉著軸向抗壓、軸向抗拉、四點式彎矩試驗三種實驗測試管體與接頭的抗拉力、抗壓力與抗彎矩強度以求得管體與接頭的廣義力與位移關係。 第二部分為進行管線非線性側推分析，在執行側推分析之前，必須先配置非線性塑鉸參數，前人研究中利用材料參數與分析的結果建立軸力與彎矩非線性塑鉸，而本研究則是利用試驗結果與非線性挫屈分析的比對結果，對於非線性壓力塑性鉸重新修正。 總合上述兩部分的結果，利用案例分析探討了延性鑄鐵管DN400mm的管體受平移斷層之行為，考慮容許錯動量以及管線破壞模式，在管線壓力控制模式下可以發現容許錯動量有減少的趨勢，而撓曲與拉力控制的管線則跟前人的研究結果類似。

地震為台灣常見天然災害之一，當地震發生時，除了地表上之結構如 房屋或橋梁會受到損壞之外，地下結構如自來水管線或是結構物基礎亦可 能受到損壞，其中由於水為民眾每天所需之物資，因此當地下自來水管線 因地震產生損壞而無法提供正常服務功能，則勢必產生民生與衛生問題， 更可能因此產生二次災害如火災與瘟疫，故自來水管線因地震所引起之損 壞不可不視。當地震發生時，地下自來水管線可能因地層錯動或液化而發 生損壞，其中以地層錯動所引起之破壞最為嚴苛，故許多研究皆是探討管 線受地層錯動下之行為。 本研究旨在利用側推分析來探討連續管受地層錯動之行為，一般而 言，當連續管受到地層錯動時，管體可能因承受過大之彎矩而發生局部挫 屈，因此如欲以側推分析來探討連續管受錯動行為，則需有合適的非線性 鉸來模擬管體行為，因此本文便針對地下自來水管線建立一考慮局部挫屈 之彎矩非線性鉸；此外本文並建立一軸力非線性鉸，得到管構件之非線性 鉸後，工程師可用於側推分析，並對連續管受地層錯動之行為有一初步分 析，其中由於國內輸配水管線常使用之管材為延性鑄鐵管，因此本文之研 究管材選擇了延性鑄鐵管。 本研究之案例分析探討了直徑 400mm 連續管受平移斷層錯動之行為， 其中連續管受平移斷層之行為又可分為拉力加撓曲控制與壓力加撓曲控 制，在拉力與撓曲控制的案例分析之結果發現，在二階效應下，管體最大 彎矩會因拉力所產生之二階彎矩而變小，因此不易發生局部挫屈，其中對 於拉力破壞之案例而言，分析所得到之管線容許斷層錯動量非常接近 Newmark 與Hall 之理論解，但對於撓曲破壞之案例而言，Newmark 與Hall 之理論解則會高估管線容許斷層錯動量；在壓力與撓曲控制的案例分析結 果發現，在二階效應下，管體最大彎矩會因壓力所產生之二階彎矩而變大， 因此更容易發生局部挫屈，且其容許斷層錯動量與拉力加撓曲控制下的容 許錯動量相比會較小。

2008年5月12日下午2時28分，中國四川省汶川縣發生規模8.0之地震，其震央位於東經103.258°、北緯31.119°，距離成都市西北西方約90公里。汶川地震重創四川、重慶、甘肅、湖北、陜西與雲南等地區，造成至少69000人死亡、370000人受傷、18000人失蹤，約536萬戶建築倒塌、2100萬戶建築損毀，直接經濟損失高達人民幣8451億元。在交通設施方面，共計約28000公里的道路、656座橋梁嚴重損毀，成都雙流機場也因跑道震裂而被迫暫時關閉。汶川地震造成重大災害之縣市集中在鄰近震央的阿壩藏族羌族自治州、成都市、德陽市、綿陽市以及廣元市等地級行政區。 為能蒐集汶川地震之震災資訊，國家地震工程研究中心隨即於震後兩週派遣柴駿甫博士與林主潔博士，結合台灣工程界菁英共同組團，以「台灣工程界協助震災重建家園協會－川震服務先遣勘查團」名義，於5月27日啟程前往四川成都，在四川省科學技術協會以及四川省各級台辦的接待安排下，與當地土木建築界的專家們舉辦座談交流，並深入災區進行勘災作業。隨後，本中心又再度派遣葉勇凱博士與林克強博士，於6月29日隨同「台灣工程界協助震災重建家園協會－川震服務團」啟程前往四川成都，勘查災區建築受損情況，並出席在四川省建築科研院舉辦之「川台工程界地震受損房屋修復加固研討會」，分別針對台灣在校舍補強及現行規範的情形提出簡報。與此同時，本中心蔡克銓主任亦受福州大學邀請前往映秀災區進行勘查。7月15日，本中心黃世建組長與劉光晏博士亦應香港科技大學之邀，連同台灣大學、香港科技大學以及University of British Columbia等學校之教授，啟程前往四川成都，由四川大學土木系接待並規劃勘災考察路線。此外，本中心劉季宇博士代表蔡主任，受邀以WSSI (World Seismic Safety Initiative)專家的身份，前往北京、四川成都與自貢等地區，參與10月26-31日舉行之RADIUS+10－Phase 1任務。本報告係概述汶川地震之震源機制，並匯整本中心各勘災團隊有關建物與橋梁的勘災成果，藉由他山之石，期能對國內地震工程研究有所啟發與警惕。

近年來世界各地致災性地震以及其他天然災害或人為疏失所導致嚴重斷電事故，均衍生出鉅額的直接與間接損失，顯示電力事故境況模擬與風險評估研究的重要性，本研究即就國內電力系統一般性耐震問題進行深入探討。研究中首先完成台灣地區電力系統資料（含潮流分析、新建設施、345kV輸電鐵塔座標等）的更新以及變壓器易損性曲線的參數修訂，使得分析對象更契合真實情況而分析結果亦更具可信度。345kV輸電鐵塔為敏感性設施，其損壞為國內特有且影響深遠的電力系統震害形式。本研究已清查所有345kV饋線跳脫之影響，並評估主要活動斷層錯動引致345kV線路損壞對於系統供電的可能影響。最後，則以電氣設備（345kV變壓器組與161kV變壓器）搶修完成度為隨機變數，完成區域地震震後復電曲線與分布之模擬研究。本研究成果對於未來處理345kV輸電線路與鐵塔的相關安全議題將極具參考價值；而應用蒙地卡羅法所研發之震後復電推估技術，未來可應用於電力系統震後服務效能分析與震後搶修資源調度問題，成為其減災策略研究所需要依賴的工具。

本研究以921地震所引致強地動與大地變形資料，以及震後中部災區自來水地下管線、345kV超高壓輸電鐵塔災損紀錄、震後火災調查資料為基礎，進行地震引致自來水地下管線災損率、輸電鐵塔災損率、起火率的迴歸分析。分析中考慮最大地表加速度（Peak Ground Acceleration, PGA）、地表永久變位（Permanent Ground Displacement, PGD）、或是依地表永久變位分佈而推估之大地應變（Ground Strain）等三種變數，並利用地理資訊系統工具結合數值方法，建立以經驗公式為主的災損率與起火率推估模式並計算其中的參數。 研究所得自來水地下管線災損率公式，由於分析上採用本土資料，並且同時考慮PGA與大地應變的影響，加上研究區域包含廣泛的地表震動強度值和永久應變量，故結果明顯優於國外的相關經驗公式，可更適用於國內境況模擬需求。超高壓輸電鐵塔災損率初步分析結果，顯示其與PGD以及大地應變關係較為密切，尤其是前者；空間分析結果則顯示地震當時坡地崩塌區域附近，其輸電鐵塔發生損壞的比例確實相當高，可見鐵塔結構並無法抵抗坡地破壞，邊坡穩定為鐵塔安全之首要考量。最後，本研究得到兩種震後火災起火率的推估公式，將之應用於2006年4月1日台東地震以及12月26日恆春地震的案例，發現起火數模擬結果與實際報案的震後火災數量大致接近。

電力系統是維生線的一環，其功能為電能的生產、傳輸與配送，並在可接受電壓、電流和頻率範圍內，以經濟、安全、可靠的方式運行。1971年加州San Fernando地震造成電力系統的慘重損失，成為其耐震問題得到重視的一個轉捩點，其中震害以變電所電氣設備的損壞佔大多數。 本研究報告旨就變電所及其電氣設備之耐震性能問題，將相關資料與國外最新研究進展作一彙整與介紹。報告內容包含電力系統簡介、變電所重要性與功能性說明、變電所電氣設備簡介、變電所設備耐震問題研究之相關背景、電力設施震害資料與探討，以及變電所電氣設備耐震問題研究的主要成果概述，其中亦包括ASCE的電力系統耐震性能改善技術手冊，與美、日二國現行變電所設備耐震設計準則的介紹。

電力系統是現代社會中最重要的公共基礎建設之一，其功能為電能的生產與傳輸，並在可接受電壓、電流和頻率範圍內，以經濟、安全、可靠的方式，將電能自發電機透過輸配電網路供給用戶所需的負載功率。斷電事故對於民生經濟的衝擊通常較為嚴重，而當致災性地震發生後，供電能否持續往往也是應變救災、震後復原的重要影響指標。近年來國際間重要斷電事故的發生，均衍生出鉅額的電力系統直接損失與社會經濟間接損失，顯示電力系統事故之境況模擬與風險評估，是十分嚴峻的研究課題。職是之故，本研究就電力系統耐震性能評估以及其補強策略的相關問題進行深入探討，已就電力系統受震反應「瞬時性影響」以及「震後過渡性影響」的定義、分析步驟與其流程圖、功率平衡與電壓電流檢核條件等作一鉅細靡遺的說明。「瞬時性影響」與「震後過渡性影響」，分別對應於地震發生瞬間的跳電與斷電，以及震後過渡性的斷電與復電情形。研究中並且成功引入超越機率曲線以及其信賴區間模擬之理論，使得所繪製的電力系統供電損失風險曲線可清楚地呈現其風險不確定性之意涵，其中包括超越機率的不確定性以及損失的不確定性。最後，本研究亦根據所累積的大量隨機案例與對應電力系統表現，建立變壓器的損壞與供電損失的關係，並將之應用於變壓器耐震補強優先排序的決策參考。 研究中已先後完成台灣全區、北、中、南、東部供電區以及台北-基隆都會區等，其供電損失超越機率曲線以及其對應之5%-95%、15%-85%、25%-75%等信賴區間的計算與圖表繪製，研究中也就各分區「瞬時性影響」與「震後過渡性影響」的，以及就電力系統進行假想之耐震補強前後的，分別進行供電損失超越機率曲線的計算與圖表繪製。研究中發現將變壓器依其重要程度指標之排序，其結果較適合作為耐震補強決策時的參考。以「瞬時性影響」而論，則可以鳳林、嘉民、峨眉、龍潭這四座變電所的345kV變壓器作為耐震補強的對象，以降低此時可能的嚴重後果；以「震後過渡性影響」而論，則耐震補強優先程度較高的變壓器（變電所），沒有例外地皆座落於各區用電量大的密集都會區的附近，其電壓等級以345kV為主，或是座落於與該都會區供電有關之345kV輸電的樞紐變電所。最後，本研究依不同分區的用電需求，具體建議變電所耐震補強的優先排序名單，此資料可供有關單位作為提升台灣地區電力系統耐震可靠度時的參考。

本計畫於電力系統震害境況模擬與風險評估，研究中就所需工程地震學與電力系統分析的專業技術進行整合，故而在分析技術上已取得實質進展，分析結果亦更有說服力。主要研究內容有：（1）重新釐清地震事故對於電力系統之影響，將之界定為「瞬時性影響」與「震後過渡性影響」兩類，並分別檢討其合理的電力潮流分析方法；（2）引入TELES「線震源模式」之境況模擬地震以進行地震風險評估，藉以提升推估所需地表震度時之準確度；（3）大幅提升計算效能，已可滿足蒙地卡羅模擬所需之龐大數值計算需求；（4）將台電公司電力系統資料依縣市、都會區、科學園區等方式作更細緻之地區劃分，使得分析結果的呈現更具可應用性。 研究中先後完成台灣全區、北、中、南、東等四個供電區、所有縣市、台北-基隆、台中、高雄都會區以及新竹科學園區等，其地震風險曲線的繪製與解說，並辨識出對於各區供電而言最具威脅的震源網格；針對未來20年內發生機率超過20%之7個區域潛勢震源，本計畫亦已就其中對電力系統較具威脅的4個震源進行探討，評估當所設定規模之地震發生時，受災縣市預期發生的斷電情形，其結果對於未來研擬地區防救災計畫將具有參考價值。最後，供電變壓器全面實施耐震補強的可能效益，在研究中亦得到充分的量化揭露。這些分析結果可具體反映台灣地區現有電力系統的耐震安全，並作為未來探討電力設施耐震補強策略與效益，以及探討電力系統震害對於社會經濟層面影響等相關後續研究時之基礎。

本文是探討鋼管混凝土(CFT)受到固定軸力下，施加單向及往覆彎矩之力學行為，運用斷面分析法分析CFT斷面之彎矩與曲率之關係，並將其結果與實驗數據比較，藉此了解鋼管混凝土在外力作用下，鋼管能提供混凝土多少圍束效果，以及了解鋼管在挫屈後對鋼管混凝土力學行為有何影響。 由分析結果可知，當試體受到彎矩作用時，試體之受壓側，容易有鋼管挫屈現象，尤其是方形未加勁斷面。利用斷面分析法程式來探討模擬參數， 、 及 。其中 為混凝土圍束因子； 為鋼管挫屈應變； 為鋼管挫屈模數與彈性模數之比值。由分析結果得知，圍束因子因試體斷面加勁而增加；較大之軸力比，易提早發生鋼管挫屈之現象；而挫屈模數比 也隨者試體斷面加勁的不同而有所影響。其中方形未加勁斷面 值較大，挫屈現象較明顯；而加勁較好之試體其 值較小，挫屈現象較不明顯。

A full-scale 3-story, 3-bay RCS composite frame measuring 12-meter high and 21-meter long was constructed and tested in National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE) of Taiwan on 11-16 October 2002 using networked pseudo-dynamic testing techniques. An identically sized composite frame, constructed with CFT columns and buckling restrained braces (BRBs), is scheduled to be tested on 3-7 October 2003. Many researchers from Taiwan, US and Japan have participated in the design, analysis, and testing of these two composite frames. This cooperative research program has provided excellent opportunities for national and international researchers and engineers to share valuable research experience, tools and experimental facilities. It is through this kind of collaboration between university professors, graduate students, and professionals that advancement of knowledge and closer ties among these participants can be facilitated. This proceeding contains the papers to be published during the International Workshop on Steel and Concrete Composite Constructions held at NCREE, 8-9 October 2003. The technical program of the workshop consists of two days of presentations with four keynote lectures, and 30 invited papers covering a wide range of topics on mechanical behavior, design, analysis and construction of composite structures and buckling restrained braces. This proceeding serves as a permanent record of the very successful on-going scientific collaborations among Taiwan, US and Japan in the areas of steel and concrete composite construction. The objectives of the workshop include not only exchanging the latest findings, but also promoting opportunities for new and continuing collaboration. The organizers of the workshop would like to thank all participants from US, Japan, Canada, China and Taiwan for their dedicated effort and support. The financial contributions and supports from National Science Council of Taiwan and NCREE are gratefully acknowledged.

本研究的目的在於探討受軸力、彎矩作用下，鋼管混凝土（concrete- filled steel tube，以下簡稱CFT）構件之強度、勁度與韌性行為；重點之一在於驗證「箍筋式加勁」（tie-bar stiffening）此時對於方形斷面CFT 構件的加勁成效，並深入探討變化軸力大小、加勁箍筋軸向間距等，對於試體圍束作用、局部挫屈、破壞模式等之影響。 研究中分別對圓形斷面、方形未加勁斷面、以及方形斷面加勁箍筋軸向間距B/3、方形斷面加勁箍筋軸向間距B/5 等四系列，總計29 支之CFT 試體，進行「純軸壓載重」、「偏心軸壓載重」與「固定軸力、四點彎矩」等試驗。鋼管之寬厚比取為70 / = t B ，此時圓形斷面試體可滿足所有規範，而方形斷面試體則幾乎違反所有規範之要求。 本研究獲致以下主要結論：（1）圓形斷面者擁有較佳的抗壓、抗彎強度與韌性；（2）不論圓形或方形CFT 構件，其抗彎韌性均隨所施加固定軸力之增加而遞減，且方形未加勁者遞減之程度更為嚴重。但若輔以適當之「箍筋式加勁」，則其在高軸力下的抗彎強度、韌性可獲致明顯改善，許多情況下甚至可與圓形者相當；（3）「箍筋式加勁」可延後、甚至避免鋼管局部挫屈的發生，以及避免鋼管壁整個地向外鼓出（與方形未加勁者相較），使得鋼管對混凝土的圍束效應得以提升，並可提升CFT 構件之抗壓、抗彎強度，同時對於到達最大強度後的構件韌性，其增益更是可觀；（4）方形CFT 構件的力學性能，可因良善的「箍筋式加勁」而得到相當之改善，因之各規範對其不利的寬厚比上限規定似可酌予放寬。如此，應能擴大方形CFT構件鋼管的適用範圍，經由節省鋼料、降低成本等效益而達到推廣之目的。

根據北嶺地震、阪神地震，以及國內嘉義瑞里地震、最近的921集集大地震等電力系統的損壞統計資料，可知變壓器 (transformers) 屬於比較昂貴、容易因地震損壞的電力設備，其中又以陶瓷套館部份最屬脆弱。若能事先研擬採用適當的隔、減震元件，降低變壓器及其套管的受震反應，則對於降低電力系統所受震害的威脅來說，應具有相當之裨益。 本研究係進行變壓器 (25噸之模型)及其套管之隔減震試驗，所採用隔震元件為：(1) 日本石橋公司 (Bridgestone Co.， Japan) 之隔震系統，稱為BS隔震系統；(2)美國EPS公司 (Earthquake Protection Systems， Inc.， U.S.) 之摩擦單擺系統 (friction pendulum system， 簡稱FPS隔震系統)。由試驗結果得知所考慮兩種隔震系統的隔減震成效已完全得到試驗的驗證：整體而言，不論是套管、變壓器的加速度，或是變壓器基底剪力等，在經過兩種隔震系統的隔減震後，其峰值都可以降低到一半左右，甚或更小。 在理論分析部分，本研究引入雙線性模型 (bi-linear model) 與 Wen 模型 (Wen model) 做為兩種隔震元件之數學模型，且分別以簡單體法 (Simplex method) 與卡氏濾波 (Kalman filter) 的方式進行隔震元件參數的識別；此外，也以ARX模型 (ARX model) 的方法進行陶瓷套管之系統識別工作。大抵而言，這兩種隔震元件數學模式均可有效模擬隔震後之系統反應。不論變壓器位移、變壓器基底剪力之歷時反應，以及隔震系統的遲滯迴圈，均顯示數值模擬與試驗結果間良好的一致性。經由數值模擬方式之建立，未來進行變壓器-套管系統的隔震設計時，將不再需要進行昂貴且費時的試驗工作，而能直接以計算的方法得知隔震元件所能發揮的效果並作為設計依據。

本研究係以實驗方式探討加勁與未加勁鋼管填充混凝土柱在同時承受軸力與彎矩作用下，其強度、勁度及韌性之行為。本研究共製作21支試體，規劃以加勁箍筋間距作為試驗參數，並製作未加勁之方形及圓形斷面與之比較。試驗可分為變偏心單軸加力試驗與固定軸力、四點彎矩試驗。 實驗結果顯示在軸壓強度方面，八角形加勁方式可明顯提升方形鋼管對核心混凝土的圍束作用，延緩鋼皮挫屈的發生，因而對極限軸壓強度及韌性方面有顯著的提升。至於在不同軸力下之受彎矩表現方面，八角形加勁方式對極限彎矩強度及韌性上均有良好增益，並隨著加勁箍筋間距越密效果越顯著。試驗結果與各規範比較顯示，各規範之極限彎矩強度值均趨於保守。此外，本試驗之固定軸力、四點彎矩試驗架，能施加固定彎矩於整支試體的特性，可提供其他類似實驗應用。