「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。

外加構架補強工法會於屋前及屋後以樓板、植筋或螺栓連結既有結構物與外加 RC 構架，目的是將地震力由既有構架傳遞至外加構架來消散地震能量，同時也利用外加構架提升整體結構之耐震強度與韌性，其優點為工期短、噪音少與震動少，且施工過程並不會去影響到既有結構物內部，適用於多數住宅之補強工程。 梁瀞方2021 於《以高強度錨栓連接外加 RC 構架之補強工法》中驗證了外加構架於面內方向即沿騎樓方向之補強效果，測試結果證實，外加構架補強於新舊構架之梁構件接合方式，無論採用植筋接合或高強度錨栓接合，皆可有效提高既有構架的側向強度與變形能力；新舊構架之柱構件有無植筋接合，從面內測試的結果顯示，並無顯著差異。然而，鑒於對外加構架面外方向之疑慮，本研究設計一座未補強試體與三座補強試體於國家地震工程研究中心反力牆進行反覆載重試驗，用以比較面外方向之補強效果、施作柱介面植筋之必要性及外加構架柱箍筋種類對於植筋施工性之差異。 本研究結果顯示貼附式構架補強於面外方向確實也能提升構架之耐震能力，並驗證補強構架柱與既有構架柱即使無介面植筋連結，仍然對面外方向有補強效果；若其介面有植筋連結，可提高補強效果，適用於在面外方向有高額補強需求的結構。若根據本研究建議之設計方式設計貼附式補強構架，且於新舊柱介面設計植筋連結，可讓新舊構架緊密連結，即使既有結構於地震力作用下發生破壞，或甚至發生挫屈喪失承載能力，結構物仍可透過介面的連結將重量及外力重新分配給外加構架來承接，而不導致整體結構發生崩塌。

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。

歷年來之地震災損報告均指出臺灣之中小學校舍為破壞最嚴重的一群建築物，因此儘速透過補強的手段來提昇校舍的耐震能力，實為當務之急。然而臺灣的公立高中職以下學校有 3,621 所，而校舍建築高達 27,227 棟。若無經濟有效之方法，如此龐大的數量極易耗盡財源，而難以成功。故採取經濟有效之策略，按照輕重緩急之順序，全面地逐年提昇校舍結構之耐震能力，方能解決此一問題。有鑑於此，教育部向政府申請專案經費，於2009 年至 2022 年投入新臺幣約 1,284 億之經費，全面地提昇公立高中職以下校舍結構之耐震能力。校舍計畫執行 14 年來，教育部已協助各縣市完成9,550 棟校舍之耐震能力提昇工程，其佔臺灣高中職以下校舍總數的 35%。如此高之工程鋪蓋率，此對臺灣校舍耐震能力之提昇確有助益。 臺灣公立高中職以下校舍耐震評估與補強計畫之推動、督導、管理及施作，全賴教育部、縣市教育局處與各級學校行政人員所完成。國家地震工程研究中心受教育部委託，成立老舊校舍耐震補強專案辦公室，以提供技術研發與行政支援之功能。國震中心於 2003 年全力投入校舍耐震補強計畫之準備工作，期間擬訂執行架構，並作技術與行政工作之整備。於 2009年開始協助教育部推動老舊校舍耐震評估補強計畫，而於 2022 年結案。故對國震中心而言，校舍耐震評估與補強計畫之推動為 20 餘年期的工作。本文即報告此校舍耐震補強計畫之緣起、推動策略、整備工作、技術特色、執行情況、資料統計與計畫成效等成果。

本研究進行鋼筋混凝土剪力牆連接梁之耐震性能研究，本研究研發具備良好耐震性能且同時具有容易施工特性之鋼筋混凝土連接梁。短跨度之鋼筋混凝土連接梁容易發生剪力破壞及主鋼筋的握裹滑移破壞。本研究提出兩種不同之連接梁耐震性能提升方案。第一種方案為在採用傳統梁配筋之連接梁內部置入提供剪力強度之片狀鋼板；第二種方案則是對傳統配筋連接梁以鋼筋混凝土進行包覆處理。但梁的端部有保留縫隙，為使包覆混疑土僅可提升原梁斷面的剪力強度及主鋼筋的握裹強度，但不提升原梁斷面之彎矩強度。 本研究共設計及製作四座跨深比 2 及 3 之大尺寸鋼筋混凝土連接梁試體。為避免試體發生剪力破壞及主鋼筋的握裹破壞，主要的設計參數包括主鋼筋的號數，箍筋的間距與繫筋的數量。對於鋼板複合連接梁方案，由試驗結果發現，跨深比 2 之 CB2-1 試體，其側力強度與標準試體 CB20SW1 接近，但試體的極限層間位移則提高一倍，剪力破壞及握裹破壞均可有效控制，並且能夠避免後期側力強度的衰降速度，試體的塑性鉸主要發生在梁的端部，屬於理想的撓曲破壞。 對於包覆混凝土之連接梁耐震性能提升方案，跨深比2之CB2-2試體之極限層間位移可達 5.81%，韌性表現非常良好，且其主要的破壞也是發生在梁的端部，為具韌性的破壞模式。 採用這兩個設計方案，跨深比為3的兩座試體，試驗結果均與跨深比為2之試體接近，均具有良好的韌性表現。綜合實驗結果證實，本研究所提的兩個鋼筋混凝土連接梁方案均具有良好的耐震性能表現，可供工程實務應用之參考。

於 1999 年 921 地震後，可觀察到中小學校舍之震害尤其顯著，雖校舍結構之設計地震力較一般樓房高出四分之一，但校舍卻是破壞最為嚴重的建築物，台灣之中小學校舍除了作為教育場所外，大地震過後亦常當作災民臨時收容所，因此，必須透過補強之方法提升其耐震能力。國家地震工程研究中心針對校舍結構耐震之問題提出一套耐震能力評估與補強流程，倘若符合補強經濟效益，即可作耐震補強之設計。台灣目前廣泛使用且經實驗測試驗證可行之補強工法為擴柱、翼牆與剪力牆，上述補強工法之劣勢為補強過程會影響(損壞)到既有建築物之運作功能，故本研究欲導入目前國內較少使用之補強工法，即為外加 RC 構架補強工法，盼該工法能充分發揮其優勢。 外加RC構架補強，即於既有建物之弱向兩旁新建混凝土構架，與既有構架共同抵抗地震力以提升結構物之耐震能力，本研究採高強度錨栓連接既有建物之梁與外加RC構架之梁，透過錨栓傳力進行補強，故錨栓傳遞地震力強度之容量為研究主軸。該施作方式優點為接合確實、錨定力提升、減少腹地空間使用以及增加施工穩定性。 此外，本研究亦提出外加RC構架設計流程，第一部分為構架設計，首先設計構架斷面尺寸，接著參考國家地震工程研究中心所出版之臺灣結構耐震評估側推分析法第四版之建議，使用ETABS輔助進行非線性靜力側推分析，確認側推曲線符合要求，第二部分則細部設計高強度錨栓所需提供數量、T頭錨定端板以及埋入深度，再進行錨栓強度檢核，最後，取既有校舍之一跨構架作為示範例。 本研究參考外加RC構架補強校舍初步評估與設計，透過一棟實際校舍案例(後甲國中德育樓既有校舍)進行耐震評估及補強，證實外加RC構架補強不僅可提升結構物耐震能力，亦可使其他樓層一齊參與消能、改變原有結構系統不良破壞模式，未來應考慮應用於醫院以及其他公私有建物補強。 鑒於目前國內少有與高強度錨栓傳遞地震力之容量相關試驗，本研究設計五座RC構架試體，其中包含一座既有空構架試體與四座外加 RC 構架補強試體－於國家地震工程研究中心之 MATS 系統進行錨栓強度容量試驗，並設計一套配合實驗之鋼製夾具，與常見之植筋補強方式比較，提出另一補強連接工法。由試驗結果可得知使用外加 RC 構架進行補強，其試驗之側向載重、勁度以及韌性容量均能有效提升，驗證該補強方法確實能達到其對既有校舍補強之效果。

從過去地震之震害調查，超過百分之九十五的人員傷亡，肇因於建築結構之損壞及崩塌。因此，如果能確保建築結構之耐震能力，即可大幅降低地震之災害。「建築物耐震設計規範」乃建築結構耐震設計之依據，遵守規範，建築物之耐震能力即能達到一定的水準，由此可知規範之重要性。從歷次災害性地震中學習，再加上科技之發展，規範不斷修訂、更新，最新之版本為：內政部100.1.19台內營字第0990810250號令修正，自中華民國一百年七月一日生效，距今已十一年。 國家地震工程研究中心組織「建築物耐震設計規範委員會」，由專家學者組成，就所提條文之修訂，討論其學理之合理性及實務之可行性，審查通過後，再送內政部營建署審議。截至2020年12月31日，12項條文修訂通過國家地震工程研究中心審查，其中8項亦通過內政部營建署審議。經歷多項條文修訂，前後章節用詞遣字可能有不一致之處。此外，十一年後重新檢視當年的規範，各章節之間的條文格式、解說格式、圖表格式、參考文獻格式及專有名詞亦可能有出入。有鑑於此，國家地震工程研究中心遂重整規範，納入12項條文修訂，統一條文、解說、圖表、符號及文獻之格式，提高其可讀性，供工程界參考。

台灣位處環太平洋地震帶，地震頻繁，建築結構的耐震能力是安全考量的關鍵，而建築結構的安全性與使用性亦隨著屋齡增長而逐年下降，再加上台灣四面環海，地狹人稠，環境中劣化因子(鹽害或二氧化碳等)造成的建築結構性能老劣化不容忽視。 本手冊目的主要建立一適用於考量材料老劣化後鋼筋混凝土建築結構之整體評估方法，包含耐久性能診斷與耐震能力評估。耐久性能診斷包含建築結構概要調查、構件劣化度等目視調查為主的初步診斷，以及以材料試驗為主之詳細診斷，如：混凝土抗壓強度、氯離子含量、中性化深度及腐蝕電位等，由診斷結果評定建築結構耐久性能等級。透過耐久性能診斷，可得到鋼筋腐蝕重量損失率，藉以對老劣化鋼筋混凝土材料及構件力學行為進行修正，再透過側推分析得到老劣化建築結構之耐震能力。此外，本手冊於附錄中以一校舍建築結構分別介紹說明耐久性能診斷、耐震能力評估方法以及有無考量老劣化建築結構之耐震能力差異，供工程師使用時參考。

「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。

近年國家地震工程研究中心（NCREE）於其臺南實驗室建造「高速長衝程地震模擬振動台系統」，此系統乃針對台灣地震頻繁且斷層密布之地理環境所建置，可用以模擬具有長週期脈衝特性之近斷層震波。而此大型振動台系統由於其最大酬載(payload)可達250公噸，為減少實驗時之外傳振動量，該振動台系統之下方設有浮式基礎 (floating foundation)，以阻隔及吸收振動台之振動能量。該浮式基礎係由一座反力質塊(重4000公噸)、120組三維空氣彈簧與192支液流阻尼器所組成。因此，浮式基礎本身即為一動力系統，其動力特性將與振動台產生互制效應，可能影響振動台之控制效能。因此，了解浮式基礎之動力特性與評估減震性能即為本文所關切之議題。而由於包含浮式基礎之振動台系統十分複雜，不易以解析方式建立詳細而完整之數值模型以預測其動力反應特性，因此，本文選擇以動力實驗實測方式進行研究。本文主要目的有二：(1)利用振動台浮式基礎之動力實測數據，並藉由系統識別方法推估浮式基礎於各個方向之自振頻率、阻尼比及振形等動力參數。(2)以動力實驗數據與一簡化之浮式基礎數學模型推估簡化模型中之主要系統參數，如此即可建構浮式基礎系統受振動台內部激振與外部地震力激作用下之線性狀態空間模型，最後再使用此數學模型探討其理論減震效能。 針對目的一，系統識別實驗結果顯示，浮式基礎之水平X向共振頻率約為0.8Hz，阻尼比約為12%；水平Y向共振頻率約為0.9Hz，阻尼比約為13%；垂直Z向共振頻率約為1Hz，阻尼比約為13%。而針對目的二，利用簡化模型數值模擬結果顯示，在內部振動台激振下，浮式基礎對外傳加速度之減振效果優，但外傳作用力之減振效果則不盡理想。而在考慮外部強震作用下，反力質塊容易超過連接元件(阻尼器與空氣彈簧)之工作位移限制，故強烈地震來襲後，可能要巡視檢查浮式基礎之妥善性。

財團法人國家實驗研究院國家地震工程研究中心臺南實驗室設有(8m x 8m)高速長衝程地震模擬振動台系統，本文擬以實測資料探討振動台系統之動力特性，並完整記錄此系統新設時之動態特性及參數，以為未來發展地震工程新技術做準備。為達此目的，本文利用動力實驗所得數據與系統識別方法識別振動台系統之6x6個轉換函數。由所識別之轉換函數可知，振動台X水平向與Y轉動向明顯耦合，Y水平向則與X轉動向明顯耦合。當激振頻率落在20 Hz~30 Hz間，振動台平移Z向(垂直向)及轉動X、Y向性能衰減，需進行控制補償，而頻率於30 Hz後振動台性能恢復，X、Y平移向及Z轉動向此現象較不明顯。再者，本文進一步透過所識別之轉換函數，建立一振動台系統數值模擬程式，以此程式可用以預估振動台於不同激振指令下之振動反應，經由比對實測與模擬結果可知，本文數值模擬程式於模擬振動台X、Y、Z平移向之加速度反應結果極佳，但轉動向模擬結果尚有改善空間。 再者，本文另一個測試目的為由原控制系統控制(內部控制)改由外部控制器(TeraSoft Micro-Box 2000)對振動台輸入激振之類比訊號，並量測此外部控制器控制下振動台動力行為，接著比較相同震波作用時兩控制系統間振動台反應之差異。以TeraSoft Micro-Box 2000作為外部控制器進行外部控制實驗時，可聽見高頻噪訊，可知外部控制時易受高頻雜訊影響。基於量測到之振動台反應歷時可發現，外部控制時雖有雜訊影響，但振動台所產生之震波與原控制系統控制時所產生之震波大致上極為相近。

國家實驗研究院國家地震工程研究中心實驗室於2019年12月9日在國震中心台南實驗室舉辦「2019國家地震工程研究中心實驗成果研討會(II)」。會中邀請2018年中，於本中心台北與台南實驗室各測試系統(振動台、反力牆與強力地板結構實驗室以及多軸與雙軸向測試系統MATS與BATS)進行實驗之研究團隊，發表最新獲得之實驗研究成果。 本研討會提供一個可以交流與分享經由結構實驗而得之最新研究成果的機會。希冀藉此會議，能讓國內學界人員在未來進行結構實驗之規劃與執行時能更收周詳與效率之功，亦能讓業界與政府單位能更加了解國內地震工程領域之最新研究趨勢與成果，以及國震中心可提供之服務。 本研討會共發表19個口頭演講與19篇簡要論文。研究主題涵蓋包括新型結構元件耐震性能；風機用薄管圓柱耐震性能；應用智慧型手機預警強震；高軸力下填充型鋼管混凝土(CFT)柱與大尺寸RC柱耐震性能；近斷層建築物抗倒塌技術研發(包括液態儲槽耐震性能與RC柱塑鉸力學模擬)；利用高強度混凝土、超高性能混凝土、高強度鋼筋、低降服強度鋼板等新材料製造之複合結構元件(柱、牆等)之耐震行為等等最新地震與結構工程研究成果。除此之外尚有其他實驗測試系統(包括BATS、南部實驗室振動台與大型柔性邊界剪力砂箱)之動力特性探討與評估，不一而足。 國震中心衷心感謝各研究團隊對本實驗成果研討會之鼎力支持，同時也對於能在地震工程研究發展過程中有機會貢獻棉薄之力感到與有榮焉。期望藉由本研討會之舉辦與本報告之出版，能更加促進最新知識之交流與擴散，甚至創造學界、產業界與政府機關等不同領域之先進能有更進一步對話之機會，共同提升地震工程在國內之發展與應用。

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。

完整的建築物耐震能力評估包括初評與詳評，本研究提出鋼構造建築物耐震能力初步評估與詳細評估辦法。鋼構造建築物耐震能力初步評估法適用於低矮型的鋼結構建築物，以檢核柱、斜撐等抗側向力構件是否能滿足耐震需求判斷建築物的耐震性能。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。本研究整理與統計國內已完成的118筆鋼結構構件試驗資料，提出構件受力與變形之建議塑鉸曲線，且與ETABS程式內建值、FEMA 273及ASCE 41-13等建議塑鉸曲線比較，顯示本研究所提出的受力與變形曲線較為接近試驗結果且偏保守。其次，經由分析兩座門形鋼構架與一座同心斜撐鋼構架試驗結果，使用本研究提出的構件受力與變形曲線所得之構架側推曲線仍較ETABS程式及FEMA273及ASCE41-13接近試驗反應，顯示本研究所提出之構件受力與變形曲線確實較為合理。最後，本研究選取兩棟鋼構造建築物進行耐震初步評估及詳細評估，以完整說明鋼構造耐震評估流程並對評估結果進行討論。

隨著材料的發展與現今對於建築美學的重視，輕質、大跨距的橋梁逐漸出現，但這類輕便橋結構剛度較低，其低振頻、低阻尼的特性，可能導致橋梁對於人的步行載重有較明顯的振動反應，過量的振動會使橋上行人有不舒適的感受，因此設計者需要認知到振動舒適性的問題存在。 本研究重點為行人引致橋梁振動的舒適度評估與TMD減振分析。基於國外相關研究，參考國外對於人行載重相關理論與研究成果，歸納出完整的舒適度評估流程。並以國內一座實際案例人行橋進行數值分析，評估振動量是否超出所規定之舒適度限值，並透過現場量測比對模擬與實際的差異。 初步評估舒適度後，此案例橋梁確實存在振動問題，並採用TMD作為橋梁的減振方案。本文以單自由度系統加裝線性被動式TMD，分析加裝TMD後之減振效果，並同樣將數值模擬結果與現場量測做比對。研究結果橋梁在安裝TMD後，能有效減小振動反應，滿足舒適度的要求。 目前國內較缺乏以TMD對人行橋的振動舒適度進行控制的相關研究與實際案例，本文整理出振動舒適度評估與設計流程，並進行實際案例分析與驗證，提供工程師在相關作業上一個參考依據。

現今對於調諧質塊阻尼器的研究與應用已相當廣泛，但經由解析相位去了解調諧質塊阻尼器之減振效果，仍著墨較少且不完全。因此本文先針對調諧質量阻尼器之能量流理論(power flow theory)進一步闡述，探討調諧質量阻尼器與結構之間的相位關係，其顯示調諧質量阻尼器於90度相位差落後時為吸收結構能量，但於90度相位差超前時，則反將能量傳回結構。此外，並探討調諧質量阻尼器與外力之間的相位，對減振效果的影響，提出調諧質量阻尼器之能量阻抗的概念，其顯示與外力為180度相位差時有最佳之阻抗效果，較全面性的討論相位對調諧質量阻尼器減振效果的影響。而後，本文提出半主動式相位控制調諧質量阻尼器，其模型為傳統調諧質量阻尼器外加一半主動控制之摩擦裝置，藉由半主動控制之摩擦力，於調諧質塊擺動之特定時間，施加摩擦力，可調整質量塊與結構之間之相位，使其能盡量維持與結構為一落後90度之相位差，因而如能量流理論所述般達到最佳減振效果。為驗證相位控制調諧質量阻尼器之可行性，分別以單自由度結構或多自由度結構，於諧和外力、風力或基底振動下，進行一系列之數值模擬。模擬結果顯示，結構加裝相位控制調諧質量阻尼器後，於風力或基底振動下，與傳統調諧質量阻尼器相比皆可有較大的減振頻率帶寬，且不論多自由度結構或其經單自由度化之結構，結構反應皆可有更佳之控制效果。由設計參數之敏感度分析顯示，相位控制調諧質量阻尼器對於其設計之頻率比及阻尼比皆不敏感，因此可同時於風力下及基底振動下之應用，解決傳統調諧質量阻尼器適應式之問題。唯所需之摩擦力限制較多，如施加之摩擦力太小，則失去相位控制效果，如施加之摩擦力太大，則摩擦力將對於結構加速度將有一負面影響，因此設計時需仔細考量。最後以實際案例進行風力及地震力之數值分析，驗證相位控制調諧質量阻尼器確實可發揮減振效果，滿足其舒適度之要求，更可降低離頻效應之影響。

現有調諧質量阻尼器之模型，阻尼器與質量塊之衝程相同，因此須選用較長衝程之阻尼器，在工程設計上必須預留相當阻尼器長度之空間及預期衝程距離，且長衝程阻尼器之高精度需求，於施工上也需要較佳的技術，使其造價較高且維護不易。根據此特性，本研究針對降低被動式TMD之阻尼器衝程，提出「具短衝程阻尼器之調諧質量阻尼器(SSD-TMD)」，將TMD之勁度分成兩段，並將阻尼器與第一段勁度並聯，再與第二段勁度串聯，接在質量塊之上，使其產生之衝程不相同，期望能大幅降低阻尼器之衝程，減少種種設計與施工上的困難。首先提出SSD-TMD之模型，沿用傳統TMD最佳化設計參數提出SSD-TMD之設計參數，利用直接搜尋法求得SSD-TMD所需之最佳化設計參數－最佳化勁度因子與最佳化阻尼係數因子，並求出SSD-TMD與傳統TMD之減振效果比、阻尼器衝程比與質量塊衝程比，接著利用曲線擬合與迴歸法提出單自由度結構加裝SSD-TMD最佳化設計公式。最後提出台北101結構案例分析，利用特徵分析、頻率反應函數及風力歷時數值模擬，綜合比較單自由度結構、單自由度結構加裝傳統TMD及單自由度結構加裝不同勁度比之SSD-TMD的減振效果，並進行SSD-TMD之勁度因子與阻尼係數因子敏感度分析。分析結果顯示SSD-TMD能有效大幅降低阻尼器衝程，且在適當的設計下，減振效果及質量塊衝程都略優於傳統TMD，但阻尼器必須付出較傳統TMD大之阻尼力。

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。

921大地震凸顯臺灣老舊建物耐震能力不足之問題，而全臺灣約有25000棟國中、小校舍，且校舍屬公共設施，於震後需作為學生與附近居民緊急避難場所，因此提升其耐震能力乃當務之急，但若全數拆除重建或進行補強將極度耗時且不經濟，是故國家地震工程研究中心針對校舍提出一系列評估流程及補強方法，評估流程包含簡易調查、初步評估、詳細評估(側推分析)，對於校舍耐震能力進行層層篩選，最後再對耐震能力不足之校舍進行結構補強。校舍補強常見工法有:擴柱補強、翼牆補強及剪力牆補強等，然而上述方法雖可有效提升校舍結構耐震能力，但於補強過程中，會影響既有結構物之使用，欲應用於運作功能不能受影響之公共建物(如:醫院)有其難處，本研究遂提出國內較少使用之補強工法，即為外加構架補強工法。 外加構架補強工法，顧名思義，即為於既有建築物弱向兩側各新增一面外加構架進行補強，藉此提升結構物耐震能力，本研究採用外加RC構架，使用植筋補強樓板與既有結構物進行連接，藉由RC樓板將地震力由既有結構物傳遞至外加RC構架。為評估包含校舍在內所有公共建物耐震能力，並對其進行外加RC構架補強設計，本研究使用包含初步評估法、改良極限彎矩平衡法之簡易詳細評估及詳細評估(側推分析)對既有建築物進行耐震評估；於外加構架部分，參考林聖學所提出之外加RC構架補強初步評估方法並進行改良，同時提出外加RC構架補強初步設計方法、改良極限彎矩平衡法之簡易詳細評估、樓板初步設計方法及側推分析時樓板非線性鉸設定方式，將樓板納入詳細評估中，提供使用者對欲使用外加RC構架補強之結構物進行評估與設計的一種選擇。本研究之詳細評估參考國家地震工程研究中心所出版之校舍結構耐震評估與補強技術手冊第三版之建議，使用ETABS輔助進行非線性靜力側推分析，藉此得結構補強後之容量曲線及轉換後之耐震性能曲線，評估結構物於外加RC構架補強後之耐震能力。本研究於提出補強評估及設計方法後，分別使用一棟校舍(後甲國中德育樓既有校舍)及二棟醫院(國軍北投醫院、臺大醫院斗六分院)進行耐震評估及耐震補強作為範例，並證實結構物耐震能力均能有效提升至其耐震需求，盼該補強方法不僅只用於校舍補強，更能將其不影響結構物使用性之優點，推廣至醫院乃至其它公共建物，使其充分發揮其優勢。 由於本研究之外加RC構架補強採取植筋補強樓板傳遞地震力，是故樓板剪力傳遞之能力攸關補強成敗與否，倘若樓板無法順利將地震力傳遞至外加構架，率先發生剪力破壞，將無法發揮預期補強效果。由於目前國內少有樓板剪力傳遞相關之試驗，故本研究特設計4座試體(2座植筋補強樓板、2座新建樓板)，藉此探討樓板剪力傳遞行為，並探討新建樓板鋼筋配置模式對於樓板之影響，本研究除對試驗結果與樓板設計方式(規範)進行比較，證實規範之樓板設計方式確實保守外，亦對樓板側力位移曲線進行完美彈塑性分析，以校舍補強手冊三版之方法為主軸，修改試體評估曲線，驗證其相較於試驗結果均較為保守。

由於民國88年921集集大地震，對台灣既有校舍造成嚴重損害，顯示國中小校舍耐震能力有明顯不足的問題，為避免將校舍拆除重建，造成嚴重經濟損失，各方學者對此提出補強設計工法，以提升結構耐震性質，其中牆補強工法為目前熱門補強方法之一，但針對既有校舍所需之採光及通風需求，乃牆補強工法難以滿足之重大缺點，有鑑於此，本研究針對目前校舍常見之跨度及尺寸配置，提出開口牆補強工法之試驗研究，期望透過試驗結果，探討開口牆補強工法耐震能力。 接續103年度國家地震中心開口牆補強研究，本試驗提出三組設計試體，試體之淨跨度為420公分，以模擬目前常見之校舍型式，三組試體為實際尺寸之開門牆補強，其開口皆為對稱設計，並於國家地震工程研究中心實驗室進行反覆側推試驗。本試驗主要探討細部設計對開口牆補強之行為影響，包含開口處水平拉力筋、角隅筋處鋼筋以及基礎植筋設計，希望以此提供工程師一套完整設計及施工工法，並且期望建立一套開口牆準確分析方法及套裝軟體分析流程，以利未來校舍進行開口牆補強設計，能夠根據不同設計需求選擇合理且準確之開口設計尺寸及斷面。 試驗結果顯示，不論是大開門或小開門試體，針對細部設計進行特別考量之試體，其勁度及韌性皆能提高，且觀察發現其破壞模式較未考量”細部設計”之試體良好，而考量細部設計，試體側推試驗之層間變位角皆能夠達3%，驗證細部設計於開口牆補強設計屬於重要環節。根據本年度一系列試驗試體與103年度國家地震中心之開口牆補強設計試體，並配合校舍結構耐震評估與補強技術手冊分析方法，設計並修改一套改良之極限強度評估方法，並依據本方法於ETABS套裝軟體設計出兩套開口牆評估模型，以提供相關設計參考。

目前台灣校舍補強之工法有擴柱補強、翼牆補強、剪力牆補強等補強工法。然而這些補強工法皆會影響(損壞)到欲補強建築物內部，故本研究乃引入目前台灣較少使用之補強工法，即為外加構架補強工法。該補強工法是在既有建築物之弱向，前後兩面補上外加構架，以提升結構之耐震能力。該工法在補強的過程中，不會影響(損壞)欲補強建築物內部，可降低施作之成本。本研究欲使用外加RC構架，並以RC樓版作為既有建築物與外加RC構架之連結，藉由RC樓版將地震力由既有建築物傳遞至外加RC構架中，此RC樓版之傳力方式將以剪力傳入外加RC構架中。本研究將針對外加RC構架補強校舍提供一套完整的評估補強方法，其中包含了：初步評估法、簡易側推分析、側推分析(詳細評估)、補強之初步設計以及樓版容量與需求。在初步評估法中本研究提出一套外加RC構架補強之初步評估法，建立外加RC構架柱之單位斷面積側向強度、單位長度之靜載重、韌性容量及基本耐震性能，可針對既有校舍外加RC構架補強時進行初步設計及補強量之估算，且對於外加RC構架補強後之校舍亦可由此方法檢核其合理性。側推分析則參考國震中心之手冊，分析外加RC構架補強，其中以ETABS輔助進行非線性靜力側推分析，可得補強前後之容量曲線及性能目標地表加速度曲線。本研究提出以初評方法做外加RC構架補強之初步設計，以計算所需之補強量，可作為工程師計算補強量之依據，最後提出計算外加RC構架補強樓版之剪力強度公式，以確定樓版是否能完全傳遞剪力，即其容量是否足夠。本研究最後提出一套完整的評估補強設計流程，並以一棟完整之校舍驗證該流程之可行性，可提供工程師在進行補強設計時之參考。

民國88年發生的912地震反應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工法，其中，剪力牆補強為一常見的補強方法。惟有鑒於剪力牆補強之後，雖可大幅提升結構耐震性質，但難以滿足既有校舍對於通風及採光之需求，有鑑於此，本研究參考台南市後甲國中德育樓之結構配置，規劃一系列開口剪力牆補強試體進行試驗研究，以探討開門或開窗的剪力牆補強試體之耐震行為。 為了能符合目前現有的校舍型式，本次試驗分別以柱間淨跨度300公分及420公分兩種校舍常見的構架尺度，共規劃了八組試體進行試驗，其中包含兩組空構架試體以及六組開口剪力牆補強試體，於國家地震工程研究中心實驗室進行反覆側推試驗。本試驗所規劃的開口剪力牆補強試體，為考量校舍建築的實際使用情形，以採光通風佳的大面積開口為原則，此外試體開口位置皆為對稱配置，以利未來能建立一套有效且可靠的開口RC牆補強耐震評估方式及補強施工準則給工程師參考使用。 實驗結果顯示，大開口RC牆補強試體，可提昇約3.8倍的側向強度、提昇至少13倍的勁度；小開口RC牆補強試體，可提昇約6.8倍的側向強度、提昇至少34倍的勁度。且於試體喪失垂直乘載能力之前測試層間變位角均可達2 %，表示開口鋼筋混凝土牆補強可直接應用在校舍等低矮型建築物上。

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。

有鑑於1995年日本阪神大地震引發大規模火災，造成十萬多幢房屋全損，而2011年日本311東北地震除了大量建築物傾倒損毀外，更引發大規模海嘯及區域性大火而釀成巨災。可見地震災害不只結構損壞，常常伴隨火災、海嘯與決口及地層下陷等複合性災害，均造成為數不少的災害。因此，如何採用保險等措施來降低工程建設之損失或風險，並事先建立保險損害評定及鑑定基準，都是地震防災領域之重要課題。現行建築物全損評定及鑑定基準主要是針對建築物受震後，保險標的物主體結構損毀程度後進行判斷，至於地震引起火災、海嘯及地層下陷、滑動、開裂或決口所致住宅建築物毀損，尚無全損評定及鑑定基準，因此本研究將提出一套全損評定鑑定基準建立，可供地震引起的複合性災害導致建築物全損理賠評定之參考。

根據歷年的地震勘災經驗顯示，台灣既有鋼筋混凝土建築物，以街屋及校舍為損壞最嚴重的類型，以921地震為例，南投地區有近半數的街屋建築嚴重損毀或倒塌。當下一次強震來襲時，為了避免悲劇重演，有必要對國內既有鋼筋混凝土建築物進行全面體檢，並對耐震能力不足的建築物實施補強。 為了研究既有街屋耐震能力的評估方法，必須掌握此類建築的結構特性。本研究針對五層樓以下鋼筋混凝土造或加強磚造的典型街屋建築結構進行大規模資料蒐集，主要目的為了解此類建築的結構特性，包括建築物的樓地板面積尺寸、常見的柱牆尺寸、樓層數等資料，並建立一個典型街屋建築結構資料庫，可作為後續開發評估方法、補強工法等研究的基礎。

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。

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。

全國校舍數量龐大，且耐震能力堪虞，補強工法需經濟有效。由真實校舍所進行之現地試驗中發現，當校舍之柱喪失軸向承載能力後，隔間牆將適時扮演重要之傳力角色。遂提出於隔間牆增設複合柱補強之構想，以複合柱前、後夾住隔間磚牆，使含隔間牆之構架在強烈地震擾動下仍能維持其自立性，使校舍不易倒塌，師生性命可獲得保障。為驗證複合柱補強工法之功效，先後執行實驗室之反覆載重試驗及振動台試驗，另為完整呈現老舊校舍真實之材料性質與施工品質等狀況，故藉由待拆校舍增設複合柱補強後，再進行單向側推現地試驗，以驗證本工法於實際校舍之補強效益與可行性。藉由前述三種試驗、共六座試體之試驗結果發現，補強試體在強度與韌性上均獲得有效提昇，顯示補強效益甚佳。 本研究另採用初步評估、簡易側推分析與非線性靜力側推分析等三種方法，針對前述三座未補強試體及三座經複合柱補強之試體進行分析。其中，針對經複合柱補強後之校舍耐震能力評估方法，本研究提出部份建議，使評估結果與試驗結果更為貼近。複合柱補強工法不需拆除門窗，減少廢棄物產生，故複合柱補強為一經濟、有效且環保之補強工法。

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。

結構隔震系統已被廣泛的運用在土木工程領域。然而，傳統線性隔震系統因具備線性之回復力，若面對到同樣具有低頻特性之近斷層地震力作用下，可能發生共振效應而導致隔震系統失效。針對這樣的情況，本研究提出一具有非線性回復力之偏心滾動隔震系統，該系統考慮隔震層以梢接於圓形隔震器上，且該梢接偏離圓形隔震器之圓心；並配合可調整之摩擦阻尼器，來消散系統之能量；而隔震層之上則可建置隔震標的物，如設備或上部結構。 於被動隔震，偏心隔震系受到遠域地震力作用時，能夠有相當不錯的隔震效果。而受到近斷層地震力作用下，比起相對應之線性隔震系統，能夠有更低之加速度反應。且受到共振之簡諧波作用下，因非線性之故，也能夠有效降低因共振而產生之放大效應。然被動隔震系統受到非設計地震力作用時，往往不能夠發揮其在設計地震力下同樣之隔震效果，故考慮半主動控制加以改善。於半主動隔震時，考慮具有切換之控制律，藉由適當切換邏輯，來調整增益之高或低。當隔震系統在受到小振幅地震力作用時，系統反應較小，則控制律以較小之增益，來確保隔震系統有較低之加速度反應。在大振幅地震力作用時，系統反應也相對變大，則控制律切換至較大增益，可有效降低隔震層位移，也保有不錯之加速度隔震效果。另外，以連續形式之切換控制律，相較於不連續之切換控制律，能夠有效改善控制力震顫現象。

本文旨在探討於線性被動式調諧質塊阻尼器 (Tuned Mass Damper, TMD) 之最佳化設計，以及相位控制之控制律 (control algorithm) 於半主動 式TMD 受基底振動下之減振效益的研究。首先，以單自由度系統加裝一線 性被動式TMD，在白雜訊 (white noise) 基底加速度作用下，分別推導其結 構位移及絕對加速度均方 (mean square) 最小化，使用迭代法及設計公式等 兩種方式，提出線性被動式TMD 之參數最佳化設計方法。接著，以相位控 制為控制原理，提出一組控制律，欲使半主動式TMD 之相對位移與結構位 移保持 -90 度的相位差。隨後以一週期為3 秒之單自由度結構，分別受正 弦波與隨機基底加速度作數值模擬，其結果顯示結構加裝TMD 後，可有效 降低結構整體反應，加裝半主動式TMD 可較加裝被動式TMD 有更大之減 振頻率帶寬，且由頻率比敏感度及TMD 阻尼比敏感度分析，半主動式TMD 有較好的適應性，不需額外的阻尼；而經由三維圖搜尋半主動式TMD 之最 佳設計值頻率比與直接取TMD之頻率等於結構第一振態之頻率進行比較， 其減振效果差異不大，有著很好的強健性。最後以兩個實際地震歷時進行 數值模擬，分別為東西向El Centro 地震及300%東西向花蓮331 地震，其 分析結果顯示，無論是被動式TMD 或半主動式TMD，對於降低結構極值 之效果皆屬不佳，但半主動式TMD 仍對其設計參數不敏感，且相較於被動 式TMD，有著更佳的整體減振效果；同樣以三維圖尋找半主動式TMD 之 最佳設計值頻率比與直接取TMD 之頻率等於結構第一振態之頻率進行比 較，其減振效果亦差異不大，可不需進行最佳化設計，即可有不錯的減振 效果。由上述之模擬，可驗證以此控制律作用之半主動式TMD 確實有效並 有其優點。

台灣既有校舍結構普遍耐震能力不足，惟其數量龐大，必須經由全面 篩選之程序以縮小範圍，由弱至強依序補強，以降低震害。 初步評估法乃篩選程序之一，具簡單、客觀之特性。初評方法須調查 校舍座落之震區、校舍之用途、結構之現況、結構之尺寸及一樓垂直構件 之斷面尺寸，據而算得其結構耐震之容量及需求，予以評分。本文自國震 中心校舍資料庫彙整相關資料，經統計分析，47.3%之校舍確有耐震疑慮， 18.3%略有疑慮，34.4%暫無耐震疑慮。典型校舍沿走廊方向牆量甚少，弱 軸分明；而非典型校舍之牆量在兩方向之配置較均勻，弱軸不明顯，故非 典型校舍之平均耐震性能指標為典型校舍之1.5 倍。一層樓校舍之平均耐震 指標最高，而三、四層樓校舍最低。以上統計結果可供教育部施政決策及 經費配置，其對震災來臨時，減少生命財產損失。 惟結構耐震評估法相當多元，初步評估雖快速、經濟，但其實用性仍 有待商榷。國震中心從2005 年至2007 年進行了四所學校之大型實體結構 物現地試驗，包含花蓮新城國中、雲林口湖國小、桃園瑞埔國小、台南關 廟國小等。本文彙整相關數據，四棟校舍之現地試驗之載重皆為單向側推， 而地震之本質乃反復施載。在瑞埔國小之現地試驗中，針對同一棟校舍之 兩個試驗單元，分別執行單向側推試驗及反復載重試驗，比較兩者之容量 曲線，反復載重之最大基底剪力將為單向側推之97%；達最大基底剪力後， 反復載重之屋頂位移的增幅，為單向側推之50%。本研究以實算方式驗證 初步評估各項假設，其結果大部分均為保守。初評法之耐震指標約為實算 現地試驗33%至90%。 本文採用上述現地試驗與詳細評估之分析資料，轉化為基本耐震性能 與初步評估之結果做比較，驗證保守度依序為初步評估法、詳細評估法、 現地試驗，故初步評估法可為一迅速有效篩選校舍耐震能力之方法。

隔震系統以其柔度阻絕地震力之傳輸路徑，卻帶來隔震層相當可觀之 位移，消能機制遂不可或缺，阻尼量過猶不及，均無法兼顧結構耐震及隔 震層位移之需求。有鑑於此，本文旨在探討隔震系統之最佳消能參數，主 要分為兩部分；線性黏滯消能隔震系統部分，單自由度結構經隔震後成二 自由度系統，在白雜訊地表加速度之作用下，使結構絕對加速度之均方最 小化，從而求取隔震系統之最佳阻尼比。若結構為剛體或無阻尼，從理論 推導，求得隔震系統阻尼比之最佳設計公式。若結構具阻尼，從最小化， 得最佳阻尼比之一元四次方程式，工程師利用商用軟體，可解之。此外， 本文更彙整最佳化結果，製作成設計圖表，供工程師參考。摩擦消能隔震 系統部分，將系統以狀態方程式表示，定義出目標函數，利用變分法將該 目標函數予以最小化，可得三組方程式與兩組邊界條件，透過方程式與邊 界條件，以數值迭代法即可求得摩擦消能系統之最佳化設計參數，並在五 組隨機地表加速度下，變換結構參數，並由數值方法求得相應之最佳參數， 配合以迴歸分析，從而建立設計公式。最後，以隨機、El Centro 及TAP097 測站測得之331 地震地表加速度驗證本文所提最佳消能參數之可行性，雖 然三者均非用以建立公式之設計地表加速度，但以最佳消能參數所設計之 隔震系統，其隔震效果與實際最佳之情況，相當接近，結構之加速度比僅 微幅上升，而隔震層之位移卻小幅下降。因此，本文所提之最佳阻尼比， 實屬可行，可供工程師作隔震系統初步設計之用。

本文旨在探討線性被動式調諧質塊阻尼器(被動式TMD)之最佳化設 計，以及相位控制之控制律，於半主動式調諧質塊阻尼器(半主動式TMD) 與主動式調諧質塊阻尼器(主動式TMD)之減振效益研究。首先，以單自由 度結構位移之均方為最小，提出線性被動式TMD 之最佳設計方法-迭代法、 圖表法與最佳化設計公式。接著，對於半主動式TMD 及主動式TMD；半 主動式TMD 之模型為被動式TMD 加裝半主動式摩擦機構，以可變之正向 力調整摩擦機構之摩擦力；主動式TMD 之模型為被動式TMD 加裝主動式 噴射機構，以噴射力之方式施加主動控制力於質塊上；本文以相位控制為 控制原理，提出一組控制律，使半主動式TMD 及主動式TMD 盡量維持-90 度相位差之控制律，以達最佳之減振效果。以0.5Hz 單自由度結構於強迫 振動及數值模擬之結果顯示，結構加裝半主動式TMD 或主動式TMD 後， 可有較大之減振頻率帶寬；於隨機振動之數值模擬結果顯示，其結構反應 都優於最佳化被動式TMD，且由頻率比敏感度及TMD 阻尼比敏感度分析， 半主動式TMD 及主動式TMD 對於頻率比及TMD 阻尼比皆不敏感，可解 決被動式TMD 適應性之問題；經由三維圖進行頻率比及TMD 阻尼比最佳 化設計後，可再增加半主動式TMD 及主動式TMD 之減振效益。最後以台 北101 結構轉換為單自由度系統作為案例分析，在台北101 半年回歸期風 力下，分析結果顯示，加裝被動式TMD，三種最佳化設計方式與實際最佳 值之減振效果相若，皆可達減振目的；加裝半主動式TMD 與主動式TMD 不僅均可達減振目的，且減振效果更較最佳化被動式TMD 為佳；並且，由 於無適應性之問題，可不需進行最佳化設計即可有優於被動式TMD 之減振 效果，驗證此控制律作用之半主動式TMD 與主動式TMD 確實可行並有其 優點。

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。

現行建築物耐震能力初步評估方法僅適用於一般鋼筋混凝土建築，並 不適用於純磚構造建築物，然國內仍然存在不少磚構造建築物，特別是古 蹟或歷史建築，更具有保存的價值。本研究針對磚構造建築物研擬一套初 步評估方法，考量磚牆面外、面內、形狀及現況等四大因素，作為快速評 估磚構造建築物耐震能力之核心。本研究挑選8 棟磚造校舍進行試評，其 結果顯示皆須進行詳評，可做為主管機關決策之依據。

一般線性隔震器的隔震週期恰落在近域地震速度脈衝之常見週期內，因此容易造成共振效應而有過大位移量，為解決此問題，本研究提出了具變頻率的隔震器，稱之為非線性滾動隔震系統，並再建立一對應的線性系統，利用數值模擬方法，比較線性隔震系統與非線性滾動隔震系統，對sine波、近域及遠域地震之減振效果。本研究以Lagrange’s equation進行運動方程式的推導，由自由振動的數值模擬，了解此非線性隔震器的擺盪行為，發現當隔震器的轉角或偏心距較小時，系統接近線性行為，反之，在大轉角與大偏心距下，非線性特性較明顯。 當地表擾動施以共振頻的sine 波，經數值模擬顯示若無消能機制，線性系統將發散，但非線性系統因具非線性頻率，故可避免發散問題。繼而使用黏滯阻尼消能機制，在共振頻之sine波下線性系統不再發散，但非線性系統約只有線性系統之50 %。當調整遠域及近域地震之PGA，發現隨兩地震的PGA增大，非線性系統的反應小於線性系統的程度就越大，且非線性的隔震效果也越好，線性系統則無此優點。因此，非線性系統輔以黏滯阻尼消能時，不論在sine波、遠域或近斷層地震下，皆能發揮比線性系統更佳之隔震性能。 消能機制採用摩擦消能器時，由遠域與近斷層地震找出的最佳設計參數非常接近。在共振頻的sine波擾動下，線性系統若使用的摩擦參數不夠大，將因共振作用發散，而同樣參數設定下的非線性系統則無共振發散問題。雖然在近域及遠域地震下，非線性系統的反應與線性系統相近，但當的PGA越大，非線性的隔震效果優於線性系統的幅度越大，且隔震效果越好。因此，經由適當之設計，本研究所探討之非線性滾動隔震系統實屬可行。

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。

本文旨在探討結構加裝單一非線性TMD之最佳化設計公式之研究，分別考慮黏滯型阻尼器、定摩擦與變摩擦三種非線性TMD系統，其中定摩擦系統之摩擦係數為定值，不隨著摩擦面位置不同而改變；變摩擦系統之摩擦係數則為變數，隨著摩擦面位置不同而呈線性變化。首先，將動力平衡方程式轉換成一階狀態方程式，以求得離散時間系統之狀態方程式來進行動力分析。接著，分別考慮多組結構參數情況下，以結構反應之均方根值作為目標函數，採用直接搜尋法，取得多組非線性TMD最佳設計參數，再將TMD最佳設計參數進行無因次化，並利用最小平方法建立非線性TMD最佳化公式，做為描述、預測及控制之用。以臺北101結構轉換成單自由度系統作為案例分析之結構系統，藉由臺北101大樓結構及TMD參數，代入非線性TMD最佳化設計公式即可快速求得非線性TMD最佳設計參數，以直接搜尋法作為參數參考指標，並分別與最佳化設計公式比較，以驗證最佳化設計公式之可行性；另外亦以43層樓鋼構造建築風力作荷載，針對43層樓鋼構造建築轉換成單自由度系統作為案例分析之結構系統，且以43層樓鋼構造建築結構參數，分別以隨機振動法、非線性Viscous TMD最佳化設計公式用於裝置線性Viscous TMD之結構物以及直接搜尋法，此三種方法求得TMD最佳設計參數，比較驗證以線性Viscous TMD最佳化公式為特例之可行性。分析結果顯示，結構加裝單一非線性TMD之最佳化設計公式確實可行，可達到良好的減振效果；而參數分析部分，縱然，最佳阻尼係數 、最佳定摩擦係數 以及最佳變摩擦參數 之相對誤差百分比縱然較大，然而，最佳頻率比 、位移比 及加速度比 之相對誤差百分比均在合理的範圍之內，因此減振效果依然良好；並由臺北101大樓的案例分析可知，只要設計得宜，不論是黏滯型阻尼系統、定摩擦系統或變摩擦系統之非線性TMD最佳化設計公式，均可達減振目的，使其頂樓加速度峰值降至5 gal以下。

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。

國家地震工程研究中心從民國92年即受教育部國教司委託制定出校舍之耐震能力提昇作業流程，針對校舍耐震評估與補強工作分成四個階段，簡易調查、初步評估、詳細評估、補強設計及補強工程。其中發展出來的簡易調查表主要由學校行政人員使用，並已先針對台北縣市展開調查，其結果顯示簡易調查能有效的挑選出耐震能力有問題的校舍，而這些有問題的校舍將可由專業人員進行後續階段的初步評估、詳細評估、補強設計及補強工程。 前幾年計畫中主要建置了「校舍耐震資訊網」，並納入簡易調查、初步評估、詳細評估與補強設計於同一平台。而在本年度計畫中主要為協助各縣市政府推廣初步評估、詳細評估、補強設計及補強工程之作業，並開始施行全面性校舍普查工作，建立補強工程之網頁回傳表格，持續接收及維護各縣市上傳之耐震評估與補強設計資料。再利用透過校舍耐震資訊網作為教育單位、專業人士及學術研究者意見的交流，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。

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。

本文旨在探討雙向結構系統加裝雙向FPS型TMD之動力行為及其減振效益，以雙向結構系統加裝單一雙向FPS型TMD為分析對象，當結構物雙向振動頻率不同時，雙向FPS型TMD可依結構雙向不同之振頻設計不同之曲率半徑，分別進行調頻，使FPS型TMD雙向之振動頻率與結構雙向振動頻率相調諧，以達到減振效果。首先，建立雙向FPS型TMD之滑動曲面方程式，詳述雙向FPS型TMD之力學行為及動力推導過程，其回復力與摩擦力皆為非線性，隨著質量塊移動位置不同而改變。將二階動力平衡方程式轉換成一階狀態方程式，再求得離散時間系統之一階差分狀態方程式進行動力分析。至於摩擦力之計算，以一個方程式囊括兩種滑動行為 (滑動狀態與非滑動狀態) 而求出摩擦力。先模擬雙向FPS型TMD於自由振動、強迫振動及地表加速度擾動下之動力行為，瞭解雙向FPS型TMD之特性，再模擬一雙向結構系統加裝雙向FPS型TMD，以結構歷時平方和之最小化作為訴求，透過MATLAB現有之最佳化工具：直接搜索法 (Direct Search Method)，搜尋雙向FPS型TMD之最佳設計參數；最後，以臺北101大樓作為實例分析對象，將其雙方向各自單自由度化後作為雙向結構系統，模擬臺北101加裝雙向FPS型TMD之動力行為，驗證雙向FPS型TMD之可行性，並探討當結構雙向振動頻率不同時，等曲率雙向FPS型TMD與變曲率雙向FPS型TMD對於結構減振效果之差異；由臺北101大樓之案例分析可知，當結構雙向之振動頻率相差越大時，越能彰顯出變曲率雙向FPS型TMD減振效果之顯著處。

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。

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。

1999年集集大地震造成台灣中小學校舍嚴重損毀，因此校舍之耐震評估與補強的工作刻不容緩，故而提出於隔間磚牆增設複合柱補強之工法。增設之複合柱分為兩部分，配以橫向鋼筋，於兩側夾住隔間磚牆。增設之複合柱除對校舍耐震容量有所貢獻外，並可降低隔間磚牆之有效寬度，同時增加隔間磚牆之面外強度及承載能力。隔間磚牆增設複合柱之補強工程不必拆除門窗，因而省工、省時、省錢又環保，且對原有校舍功能之衝擊可降至最低。在靜力作用下之複合柱的補強效益，已透過實驗室之反復載重試驗與校舍現地之單向推垮試驗加以驗證。 本研究接續之前試驗，於國家地震工程研究中心進行校舍隔間磚牆增設複合柱之振動台試驗，以探討結構增設複合柱之動態反應及補強效果。振動台試驗共有四座試體，皆為單層雙向各一跨含樓板之足尺寸鋼筋混凝土構架，分別為鋼筋混凝土空構架、鋼筋混凝土構架內填先砌式1B磚牆、鋼筋混凝土構架內填先砌式1B磚牆震後增設複合柱修復及鋼筋混凝土構架內填後砌式1B磚牆震前增設複合柱補強。此外，使用初步評估、斷面分析、簡易推垮分析、ETABS非線性推垮分析及容量震譜法之耐震評估方法，評估校舍隔間磚牆增設複合柱補強之耐震能力。 複合柱於震後修復提供基底剪力約為141.9 kN，震後修復構架之最大基底剪力與標準構架相當；複合柱於震前補強提供基底剪力約為76.5 kN，震前補強構架之最大基底剪力為標準構架1.33倍。經由振動台試驗及耐震評估之結果，進一步確認複合柱之補強效益，故於校舍隔間磚牆增設複合柱是一簡單、經濟且有效之補強方式。

本文旨在探討結構加裝單一FPS型TMD之最佳化研究，考慮定摩擦與變摩擦兩種摩擦系統，其中定摩擦系統之摩擦係數為定值，不隨著摩擦面位置不同而改變；變摩擦系統之摩擦係數則為變數，隨著摩擦面位置不同而改變。首先，將動力平衡方程式轉換成一階狀態方程式，以求得離散時間系統之狀態方程式來進行動力分析，在TMD之摩擦力計算方面，以一個方程式囊括兩種滑動行為 (滑動狀態與非滑動狀態) 而求出摩擦力。接著，推導出最佳化理論，於計算流程中採用迭代法並搭配golden section search以求取最佳化參數。再 者，針對TMD設計參數，即質量比、頻率比及摩擦參數，進行參數分析 (靈敏度分析)，探討設計參數對減振之影響與效果。最後，以臺北101大樓為案例分析對象，模擬臺北101加裝FPS型TMD之減振效果，驗証FPS型TMD之可行性，並與原來的減振元件 (黏滯型TMD) 做一比較。分析結果顯示，FPS型TMD之擺動在小角度的前提下，最佳化理論確實可行，可達到良好的減振效果；而參數分析部分，頻率比對於結構減振相當靈敏，摩擦參數則較不靈敏；並由臺北101大樓的案例分析可知，只要設計得宜，不論是定摩擦系統、或者變摩擦系統之FPS型TMD，均可達減振目的，使其頂樓加速度峰值降至5 gal以下，而其中變摩擦系統之FPS型TMD減振效果最為顯著。

消防廳舍為了方便消防車及相關機具之進出，有其特殊之空間配置，因而造成一些耐震上之弱點。2006年發生0401地震造成台東消防局結構體嚴重損壞，為了實際瞭解此次地震事件對台東消防局之影響，國家地震工程研究中心前往現場進行勘災，並取樣分析混凝土與鋼筋試樣之強度，作為日後相關研究工作之參考依據。 為推動台灣地區強地動監測計畫，中央氣象局曾於台東消防大樓設置儀器以記錄地震反應資料。若能完整蒐集強地動資料並搭配震損紀錄以及結構材料試驗結果，可提供未來研究者以台東消防大樓為例，進行耐震能力評估分析研究時之重要參考。本報告除了針對台東消防局進行0401地震結構損害調查以及鋼筋試樣與混凝土圓柱試體試驗，亦詳細記錄三個地震之歷時資料。

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。

當地震發生時，結構物將吸收地震能量，而損壞後的傳統梁柱接頭往往無法修復，因此發展出預力系統式接頭。安裝可更換式X字型消能鋼板，利用預力接頭介面開啟之機制，藉以消散地震能量，確保主結構不受破壞，並使得接頭可在地震過後更換消能器加以修復，便能增加結構物的使用年限。 本研究乃接續上年度之研究，上年度研究做了三支試體的實驗，本年度做了一支試體，此試體有考慮經過最佳化之可更換式X字型消能器與增設樓板，而由實驗結果指出，有增設樓板的試體消能面積並沒有比無樓板的試體消能面積還多，原因可能為增設樓板使得鋼梁更為剛性，導致鋼梁消能能力降低。 本研究利用數值模擬方式分析實驗試體，畢竟實驗所花費的時間與金錢都是相當龐大的，如能利用所建立之模型來取代實驗，必然節省相當多的資源與時間，也可供之後的設計者作為參考之用。本研究所使用之軟體為ABAQUS，模擬步驟大致上分為四大階段來進行，第一階段只模擬H型鋼梁，第二階段將預力鋼腱加入模型中模擬，第三階段再將X字型消能器加入模型中模擬，第四階段再將剛性柱加入於模型中模擬。鋼梁勁度誤差僅在2%內，模擬效果不錯，預力鋼腱力量誤差在10%內，模擬效果還可以接受，介面開啟與消能器降伏時機之模擬結果也頗吻合真實情形，整體遲滯迴圈部分，因受到鋼腱模擬結果的影響，導致致動器端剪力之分析值較理論值低，消能面積模擬結果也不如預期。

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。

本報告旨在探討結構加裝單一非線性調諧質塊阻尼器 (TMD) 之最佳化理論及參數研究，進而推導出非線性TMD在白噪音風力擾動 (White noise) 下之最佳阻尼係數建議公式。首先提出結構加裝非線性調諧質塊阻尼器之動力分析方法，求解結構動態反應。在剪力型結構加裝單一調諧質塊系統下，以結構歷時反應之平方合最小化為訴求，推導出一非線性TMD最佳化理論，並利用MATLAB現有之最佳化工具：直接搜索法 (Direct Search Method)，可作為驗證最佳化理論可行性及快速搜尋TMD最佳參數之工具。參數分析中，採用單自由度化之台北101大樓視作結構相關參數，探討非線性TMD最佳化參數間之相互關係與對結構減振影響，並針對不同結構阻尼比與風力倍率對最佳化TMD參數之影響說明之，最後利用五組白噪音設計風力，推導出TMD最佳阻尼係數之建議公式。引入兩組結構物裝設單一TMD之案例分析，第一採用台北101大樓結構及其調諧質塊阻尼器之相關參數，並另外考量三種非線性阻尼型式，由分析結果顯示，不同阻尼型式之TMD均能達成所需要求；第二分析案例採用五層樓剪力鋼構架，驗證非線性調諧質塊系統應用在多自由度結構物上亦有不錯的減振效果。

本研究採用遞迴參數推測 (recursive parameter estimation) 方法，發展出線上系統識別，即遞迴最小平方法 (RARX) 模型。此模型在設定初始共變異數矩陣 (covariance matrix) 時，往往因設定不理想，導致識別效果不佳。因此將類神經網路與RARX模型作一結合成為一個RARX-ANN模型。ANN採用單層神經元，定義其類神經權重值為估測動力參數，無須設定共變異數矩陣，識別非線性時變系統。針對台東消防分隊大樓，分析非線性時變行為，由識別結果發現，因塑性行為增加與主結構破壞，會導致頻率遞減與阻尼比突增之現象，可作為一參考指標。

當傳統梁柱接頭受到地震衝擊時，地震能量使梁端產生塑鉸變形而消散能量，導致震後建築物無法修復，因而產生預力接頭的相關研究。利用預力接頭介面開啟之機制，安裝消能元件，以消散地震傳入建物之能量，消能元件以撓曲消能為概念，設計X字型消能鋼板，使得鋼板受到梁柱介面開啟時，全斷面同時達到降伏，吸收最大之能量，本研究將X字型消能器以位移與轉角作為參數，進行最佳化設計，並將X字型消能器設計成可更換的形式，使得震後之X字型消能器可方便與快速的更換，以發揮建物最大之使用年限，達到永續發展之目的。 本研究設計四支試體作為實驗，主要以更換X字型消能器與安裝樓板進行實驗與比較，實驗結果指出，理論推導之梁柱接頭力學行為，與真實之行為接近，其梁柱介面打開與X字型消能器降伏之層間位移角，與理論預測值接近。分析結果發現，此預力接頭不僅符合耐震接頭，且在地震後可以迅速更換，地震所傳入建築物之能量皆集中在消能器。消能器厚度越薄，所能吸收的能量越小，但殘留變形小；反之，消能器厚度越厚，吸收的能量越大，而殘留變形大。在樓板之參數方面，樓板接合處設計鋼承板連結，不僅沒影響消能器消能狀況，更使得樓板無太大之缺口，證明此接合方式之可行性。

台灣因地理位置關係，天然災害遠較其他國家頻繁；此外，隨著都市快速發展、人口及產業紛向都市集中，人為意外災害亦隨之逐年遽增。近幾年來，國內天然及人為災害頻傳，每每皆造成重大的損失；而學校是培育人才的場所，也是災難發生時居民緊急避難的地方，若校舍於災害中受損，將嚴重影響其避難與救災之功能。因此，本計畫針對地震、颱洪、坡地及人為災害之不同特性，訂定其災害潛勢之分析判定方法，以及設計所需調查欄位表格，藉由網路填表的方式，進行全國各級學校災害潛勢資料蒐集，並建置「學校災害潛勢資訊管理系統」，期能促使政府部門、學校師生及一般民眾重視學校及校園周遭之安全，並提供後續政府、學校相關單位在政策宣導、經費預算編列、學校安全性補強、學校避難場所選擇及防災地圖製作等措施之參考。

預力鋼梁與鋼管混凝土柱之結構系統，具有高強度、高韌性、高承載力、施工快速等特性。然而，由於其梁柱接頭的行為複雜，故此結構仍未廣泛應用於實務上。針對此結構系統之梁柱接頭，本研究提出一套細部設計方法，於H字型鋼梁之梁端焊接X字型鋼板，再以螺桿將X字型鋼板栓接在矩形鋼管混凝土柱上，期使結構系統受地震力作用時，能以X字型鋼板為消能元件，確保主結構元件不受破壞。本研究建立一套此梁柱接頭之力學理論模型，並以一系列結構耐震試驗加以驗證，結果證明此梁柱接頭，不僅能以X字型鋼板吸收絕大部分傳遞至結構物之地震能量，且該鋼板易於更換，可快速修復結構系統。此外，本研究驗證此梁柱接頭無論在勁度、強度、韌性及消能方面，均具有優良之耐震性能，縱使層間變位角高達6%以上，結構系統依然屹立不倒。同時，此梁柱接頭之塑性變位角更高達5%以上，顯示此梁柱接頭耐震性能超越台灣與美國耐震接頭規範之要求。

九二一集集地震造成數以萬棟之樓房損毀，其中以中小學校舍損壞最為嚴重，因此，校舍結構耐震補強乃當務之急。耐震補強方法除了成本效益外，尚須考慮其對校舍功能之衝擊。有鑑於此，本研究提出隔間磚牆增設複合柱之補強工法，增設之複合柱分為兩部分，配以橫向鋼筋，於兩側夾住隔間磚牆。增設之複合柱本身對耐震容量有所貢獻外，並可降低隔間磚牆之有效寬度，同時增加隔間磚牆之面外強度及承載能力。隔間磚牆之補強工程不必拆除門窗，因而省工、省時、省錢又環保，且對原有校舍功能之衝擊降至最低。 本研究參考台南市後甲國中德育樓單元教室之隔間磚牆構架，設計五座含樓板之單層單跨足尺寸試體。五座試體分別為梁柱空構架；含先砌及後砌1B隔間磚牆之構架；含先砌及後砌1B隔間磚牆之增設複合柱補強構架。在試體之樓板上加裝混凝土塊，以模擬二層樓重量。透過L型鋼架施予反復載重，使RC柱呈現雙曲率變形，以確實反映實際受震行為，並驗證複合柱補強之效益。 由試驗結果顯示，隔間磚牆增設複合柱之補強效益顯著，補強後之強度提高一倍。當層間位移比高達 時，依舊保持良好之殘留強度，且與未補強前之最大強度相若。不論後砌或先砌之隔間磚牆，在面外方向提供之側力強度均不大，但其軸向承載能力則可延緩RC柱之軸向破壞，故仍保持不錯之殘留強度。梁柱空構架之最大強度與含隔間磚牆構架相當，但在層間位移比 時，空構架強度迅速下降，軸向殘留變形約7公分，有崩塌之疑慮。最後，本研究使用ETABS進行非線性推垮分析，比較試驗及數值模擬之結果，顯示非線性推垮分析能掌握校舍結構於補強前後之耐震行為。

國家地震工程研究中心於教育部委託之國民中小學校舍耐震評估與補強施行之第一期計畫中，針對校舍耐震評估與補強工作分為三級：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，並已先針對台北縣市展開調查，其結果顯示簡易調查能有效的挑選出耐震能力有問題的校舍，而這些有問題的校舍將可由專業人員進行第二階段的初步評估。 於第二期計畫中，則緊接著針對全國各中小學校舍展開調查工作，並建置全國中小學校舍耐震能力簡易調查的網站與資料庫，可加速資料回收及方便統計分析全國校舍之耐震能力資料，以挑選出有問題的校舍。另外更針對所有校舍的耐震資訊進行擴展整合，建置了一「國民中小學耐震資訊網」，提供校舍耐震能力與補強相關知識庫、校舍簡易調查與初步評估等調查結果上傳與教學系統、校舍統計分析結果展現等功能，此資訊網將成為一公開的共享資訊平台，使同時具有教育、及時更新及意見交流等各項電子化功能，使相關人員能掌握更多有關校舍耐震能力資料，強化校舍耐震結構。此外，利用GIS地理資訊系統，配合全國校舍的座標定位，可具體呈現全國校舍空間分布的情況，使能有效分析位於斷層帶附近的學校位置及展現相關校舍調查結果資訊，以利決策者做有效的補強與防災應變對策研擬。

九二一集集地震造成數以萬棟之樓房損毀，既有樓房之耐震能力堪虞，必須提升原有樓房之耐震能力，而對於新建結構設計則必須提高耐震能力。結構控制設計是在傳統結構系統外，再裝設控制元件，經由適當之配置方式，巧妙地消散或隔絕地震輸入結構之能量。 本研究在針對圓棒形加勁消能器進行理論分析、數值模擬及試驗驗證。針對圓形鋼棒，進行材料試驗，分別為拉伸試驗及拉壓試驗，由拉伸試驗可得到應力及應變曲線，而由拉壓試驗則可知道是否有走動硬化。利用不同徑高比之圓棒形加勁消能器進行元件測試，並與理論之勁度、降伏強度、極限強度及遲滯迴圈相互比較。最後進行三層樓鋼構架之振動台試驗，分成空構架及加勁阻尼構架，其中空構架利用四個地震歷時包含各二個最大地表加速度，而加勁阻尼構架有兩組試體，各利用四個地震歷時共十八個最大地表加速度，並將振動台試驗之結果分析與理論模擬之位移、速度及加速度相互比較。由元件測試試驗及振動台實驗，皆有非常好之消能效果，且均能有效地降低結構物的振動反應，因此能有效地運用於結構新建、補強及修復。

鋼管混凝土結構結合鋼筋混凝土結構與鋼結構，具有強度高、勁度大、施工容易且快速、品質較佳等優點。鋼管混凝土構件最常見之斷面為矩形及圓形兩種，其中以圓形斷面之力學行為較佳，但是，圓形鋼管混凝土結構梁柱接合之力學行為不易掌握，且其設計及施工較為困難，故圓形鋼管混凝土結構之實際應用卻十分有限。有鑑於此，本研究旨在發展螺栓式梁柱接頭，以應用在圓形鋼管混凝土結構中。在圓形鋼管柱之梁柱交會區，加焊正方形鋼管；同時，在H型鋼梁之端部，先後焊上翼翅擴板、端板及垂直三角板。採用螺桿穿透並連接梁端板、正方形鋼管及圓形鋼管，並在圓形鋼管及正方形鋼管中，澆置混凝土，待混凝土強度發展後，即對螺桿施予預力，螺栓式梁柱接頭即告完成。本研究推導梁柱接頭之力學行為，並提出梁柱交會區之剪切勁度、降伏強度及極限強度。本研究更製作三組試體，以驗證所提梁柱接頭之可行性，其中一組試體採用單邊翼翅擴板。經往復試驗後，三組梁柱接頭皆具有良好之勁度、強度、韌性及消能行為，所提梁柱接頭實為可行之耐震接頭。三組梁柱接頭均符合強柱弱梁之要求，且交會區在梁端板之圍束下，強度很高，因此，接頭之變位及消能主要由H型鋼梁所貢獻。

複合構造強度高、勁度大、施工容易且快速，品質較佳等優點，已成為先進國家研發建築系統之主流。國家地震工程研究中心為了結合國外研究資源並提升國內在此領域之研究水準，乃推動中、美、日三國共同合作計劃，進行有關「鋼骨與混凝土複合構造之性能設計」之大型研究計劃，計劃中將進行鋼管混凝土結構實尺寸，三跨度三層樓平面斜撐構架之耐震實驗，在構架之中間跨有加入挫屈束制斜撐，然而在此大型構架試驗之前，有必要先瞭解此構架中子結構之耐震行為，故本研究取此結構梁、柱反曲點間之十字形構架(含挫屈束制斜撐)來進行實驗。試體有二支，分別採用螺栓式接合與內橫隔板式接合方式，螺栓式接頭係採用高拉力螺栓將焊接於端板上的梁與柱緊密的結合，利用螺栓貫穿交會區來傳遞力量。內橫隔板式接頭則採用橫隔板貫穿交會區的方式來傳遞彎矩，而梁與橫隔板的接合方式乃採用焊接的方式進行，剪力的傳遞則由剪力連接板來承擔，剪力連接板與腹板則用螺栓接合。除梁柱外，斜撐則採用挫屈束制消能支撐。試驗後發現，斜撐對於交會區之剪力與剪變形關係影響不大，但以抗彎構架之角度進行分析發現，由於斜撐之影響，梁柱接頭之塑性轉角及韌性比比較小。

歷年來之地震災損報告均指出台灣之中小學校舍為破壞最嚴重的一群建築物，因此儘速透過補強的手段來提昇校舍的耐震能力，實為當務之急。因此，教育部國教司依據「災害管理政策與施政策略執行方案」第三項，有關整建學校防震能力不足建築物之實施要領，委託國家地震工程研究中心擬定校舍耐震評估補強機制及施行細節。 然而台灣的中小學約有3,360所，而校舍建築高達一萬多棟。若無經濟有效之法，如此龐大之數量極易耗盡財源，而難以成功。本研究即針對此一問題，提出解決之芻議。首先對現有之校舍耐震能力評估方法作探討，再據以提出將校舍耐震評估與補強工作分為三級：簡易調查；初步評估；詳細評估及補強設計。整合學者專家之意見，製訂中小學耐震補強作業之參考流程。並召開「全國中小學校舍耐震能力講習會」，協助各縣市政府承辦人員及學校總務人員了解學校建築耐震能力簡易調查評估法。期以經濟有效之手段，按照輕重緩急之順序，全面地逐年提昇校舍結構之耐震能力，以保障台灣師生之安全。

921集集大地震曾造成中部地區國民中小學校舍損毀相當嚴重，為避免此情況再度發生，並能發揮學校建築於地震之後作為緊急的避難場所之功用，因此重新檢討國民中小學校舍之耐震能力實為當務之急。本研究針對國民中小學典型之校舍建築，根據其常見之結構型態、破壞模式及實驗統計資料，並考慮到為了能更快速更廣泛的進行調查及能適用於非專業人員，提出了一簡易調查表，以作為篩選耐震能力不足的校舍之參考依據。本研究針對台北縣市之國民中小學典型校舍為研究對象，並將調查表製作成一簡易調查的網站，以利用網路傳輸的快速及方便性擷取資料，同時並進行50棟校舍之初步評估，將兩者的結果互相比較驗證，發現簡易調查的結果一般較為保守。

本研究藉由理論分析及實驗驗證來瞭解含樓版鋼管混凝土梁柱接頭之受力行為、破壞模式。並藉由實驗來釐清貫穿腹板與擴大梁翼板斷面在梁柱接頭中所扮演的角色。由實驗結果顯示接頭耐震性能良好，塑性行為主要來自於梁變形。由研究結果發現貫穿腹板對交會區所提供的剪力強度甚微，但其可以提高接合處之梁斷面剛性；而梁端擴翼翅板的動作將可使得塑鉸外移，保護柱面之梁翼銲道。由實驗結果顯示未加擴翼翅板之試體破壞乃因接合處的應變過大而破壞，如梁下翼板的斷裂、柱管被撕裂拉起等；塑性轉角平均0.03 弧度以上。 而邊柱試體加擴翼翅板後韌性行為良好，塑鉸外移、塑性轉角增加至0.04 弧度以上。 對於含樓版之交會區的分析模型，經與實驗結果比較發現軟化壓拉桿理論確實能夠有效且合理的來模擬CFT 之交會區行為。在梁的部分採用LRFD 所建議之部分複合斷面分析，經與實驗結果比較在正彎矩時斷面強度可準確評估但勁度的評估則稍差。而在負彎矩的部分僅考慮型鋼斷面的強度貢獻，對勁度的評估有良好的結果，而對斷面強度的評估則趨向保守。柱的部分本文所採用的分析方法也都能有效模擬其行為。在整體樑柱接頭耐震行為的模擬上，因強柱弱梁設計，模擬效果與梁行為類似。

鋼管混凝土 (Concrete Filled Tube, CFT) 結構為鋼管壁內部充填混凝土之結構系統，同時具有鋼與混凝土之特性，強度高、韌性佳、省工省料、且品質容易掌握，滿足經濟與安全之需求。西元1994 年美國加州北嶺地震震出了鋼結構傳統梁柱接頭之缺點。螺栓式梁柱接頭排除傳統梁柱接頭之缺點，採工廠焊接、工地栓接之施工方式，能確保施工品質，同時，梁柱交會區因螺栓施加預力，而大幅提升交會區之勁度、強度、韌性及消能能力。 本文探討螺栓式梁柱接頭之設計參數有：(1) 鋼管混凝土柱之鋼管寬厚比，40、50 及66 三種；(2) 鋼梁之端板厚度，滿足需求 (25 mm)及未達需求 (20 mm) 二種；(3) 鋼梁之翼翅擴板寬度，超過需求 (80 mm)、接近需求 (60 mm) 及未達需求 (40 mm) 三種；(4) 梁翼板間之垂直加勁板片數，2 片及3 片二種。變化四個設計參數，來設計五組梁柱接頭試體，並進行往復載重試驗，以探討設計參數對梁柱接頭之勁度、強度及韌性的影響。 所有試體之強度皆超過塑性彎矩，破壞模式可分為四種：(1) 初期為柱子產生局部挫屈，接著為鋼梁撓曲挫屈，再轉為扭轉挫屈，最終梁端產生塑鉸消能；(2) 梁端產生局部挫屈，再為梁翼板破裂；(3)梁端板破裂；(4) 梁端板與翼翅擴板同時破裂。對於梁端板厚度相同之試體，大致上隨著柱板愈厚，強度愈高，但是梁翼板間之加勁板，可使柱板較薄者，強度反而較高。對於柱板厚度相同之試體，梁端板厚度愈小，強度也愈小。當端板厚度不足時，在端板開裂後，強度遽降，塑性轉角尚未達到國內規範規定之標準(0.03 弧度)，極限破壞時塑性轉角也未達到0.06 弧度；當梁端板厚度滿足需求時，塑性轉角達到美國FEMA350(0.04 弧度)的標準要求，極限破壞時塑性轉角也達到0.06 弧度，實為消能良好穩定可用之接頭。至於端板厚度滿足需求，但是翼翅擴板寬度不足時，雖然塑性轉角能達到國內規範規定之標準(0.03 弧度)，但在梁翼板脆性破壞後，強度及勁度劇降，無法提供良好穩定之消能，故翼翅擴板寬度應避免不足。

目前國內關於RC 建築物耐震評估方式眾多，其中以行政院於八 十九年核定「建築物實施耐震能力評估及補強方案」為主要的評估方 式，此法是以建築物的強度韌性作為耐震能力評估指標。 所謂強度韌性的耐震能力評估方法，其基本程序是先以結構分析 軟體對建築物進行0.1g 地表加速度彈性地震力分析，取得建築物各 構材彈性範圍的應力資料，再根據各構材的強度來決定其破壞模式與 破壞時對應的韌性，接著，以加權的方式求得各半層綜合的剪力強度 與韌性比，進而求出整層的耐震能力。 當分析結果認為建築物需要補強時，傳統補強方式為針對構材進 行補強或增設剪力牆；若希望採用加勁消能元件作為補強方法，則此 耐震評估方法即不適用，原因是加勁阻尼器本身為一遲滯消能元件， 其行為屬於非線性，而強度韌性法本身為一線性評估方式，當加入非 線性元素時此法將不可行。 本文主要是提出一套方案，針對原無法適用在含加勁消能補強之 強度韌性之耐震評估方法，修正其評估流程，使其亦可適用在含非線 性元素之建築物耐震能力評估。另外，由於本文採用的加勁消能元件 為X 字型加勁阻尼構件，故於文中亦將對X 字型加勁阻尼器進行理 論分析，並提出如何在結構分析軟體 (ETABS) 去模擬X 字型加勁阻 尼器之受力行為，以應用在修正的評估流程中。

921 集集大地震中，低矮型鋼筋混凝土結構物遭受了極大的損害，顯示國內長久以來，對低矮結構設計較常被忽視。歸咎其損壞原因，除了施工品質不佳外，主要為這些低矮型建築通常未做結構耐震設計。因此，如何對國內現有耐震能力不足的建築物，進行經濟而有效的耐震補強，使其於大地震中免於倒塌，仍是一件刻不容緩的工作。 本文為鋼框架消能補強及修復試驗研究，將試驗規劃成三個部份：新型式消能元件之開發與單獨試驗、韌性RC 構架之鋼框架修復試驗以及非韌性RC 構架之鋼框架消能補強及修復試驗。 其中，消能元件單獨試驗包含：剪力降伏鋼板加勁阻尼器（Shear yielded plate added damping and stiffness device）三座以及X 字型鋼板加勁阻尼器（X-shape plate added damping and stiffness device）一座。理論推導部份，除上述兩種消能元件之外，還包含圓形鋼棒加勁阻尼器（Steel rod added damping and stiffness device）。 RC 構架之鋼框架消能補強及修復部份，韌性構架有兩座修復試體，分別以純鋼框架及鋼框架加K 型斜撐來修復；非韌性構架則有四座補強試體以及一座修復試體，其中補強方式分別為：1.純鋼框架消能補強；2.鋼框架加K 型斜撐；3.倒V 型斜撐加上X 字型鋼板加勁阻尼器；4.倒V 型斜撐加上剪力降伏鋼板加勁阻尼器，而修復試體則規劃成間柱式斜撐加上圓形鋼棒加勁阻尼器。 由試驗結果可知，各試體之最大側力、勁度、極限位移以及總消能方面之差異，作為比較，以提供日後作鋼框架消能補強及修復之需。

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。

台灣位於地震活躍之區域，地震之發生無可避免，而必須嚴肅面對。有鑑於此，國家地震工程研究中心致力於台灣地震損失評估系統(Taiwan Earthquake Loss Estimation System, TELES) 之研究與發展，將災害減至最低的程度。在緊急應變期間，當地震來襲時，該系統可迅速地執行震災損失之早期評估，期能適時提供災損評估予中央災害應變中心，俾能有助於救災人力與資源之配置，爭取救災之黃金時間。在整備期間，採用台灣地震損失評估系統執行境況模擬，讓災害防救之相關單位了解災情之規模及分佈，及早擬訂地區災害防救計畫之依據，為下一次地震之來臨，作最好的準備。除此之外，台灣地震損失評估系統更可結合地震危害度分析，協助政府及民間企業妥善規劃震災風險評估與管理策略。為了推廣及落實台灣地震損失評估系統之研發成果，特舉辦此一講習會，與使用者面對面雙向溝通，除了讓使用者了解系統之功能與操作，並聽取使用者之意見，以作為系統更新之參考，使之不斷精進。本講習會涵蓋：台灣地震損失評估系統之架構、理論、應用及操作。

在一九九四年美國北嶺地震後，發現鋼結構之傳統抗彎梁柱接頭的變形能力嚴重不足，傳統抗彎梁柱接頭係以梁腹板栓接，及梁翼板全滲透焊接，且均在工地施作，試驗結果顯示，該類接頭僅具有0.005弧度之可用塑性轉角，因此該類接頭不推薦使用，故本文鋼管混凝土結構梁柱接頭之設計強調工廠焊接、工地栓接之方式，提高組立方便，降低施工變數。 本實驗採鋼管混凝土柱，藉著混凝土之高承載力，提高結構勁度，減少變位，進而降低柱軸力之二次效應。因為鋼管內充填混凝土，可避免鋼管壁向內挫屈。另外，鋼管提供強度、韌性高之優點，並對混凝土產生圍束效果，增加整體抗壓強度。梁柱接頭之梁採H 型鋼梁，並在梁端焊有端板，在其上穿孔，以栓接方式與柱接合。梁柱接頭之設計期以梁產生塑鉸來消散地震力所輸入之能量，並在梁端放大梁翼板寬度，增大抗彎容量，且使塑鉸遠離焊道，避免塑鉸未產生前，梁端焊道先行破壞。 本實驗利用螺栓貫穿梁柱交會區以接合梁與柱，符合省時、省力、經濟原則。在柱之東西兩側接梁，並在南北向交會區處鎖上兩塊端板，期能更真實模擬三維建物受力情形。實驗共進行6 組，試驗參數為(1)鋼管寬厚比。(2)梁柱交會區有無加焊。(3)鋼管形狀不同。以下為試體代號之說明及意義： 試體分為FSBE-X(共3 支)、FCBE-X(共1 支)與FSBW-X(共2 支)，其中 F 表示：Filled of concrete (充填混凝土) S 表示：Square (方形斷面) C 表示：Circular (圓形斷面) B 表示：Bolt (螺栓接合) E 表示：End Plate (南北向端板無焊接) W 表示：Weld (南北向端板有焊接) X 表示：Thickness (柱板厚度，單位：mm) 另外本文試著提出合理之梁柱交會區力學模型，期能方便工程師參考使用。 實驗結果可得：本次實驗的試體，其整體接頭之塑性轉角同時達到國內規範規定之標準(0.03 弧度)與美國FEMA 的標準要求，且具有良好穩定之消能能力，實為可用之接頭。另外，FSBE 系列之試體交會區在東西南北向皆鎖上端板後，隨著柱板厚度的增加，不論彈性勁度、能量消散或是最大剪力強度均漸增，同時韌性與塑性轉角的表現均符合要求。FSBW 試體的表現亦是如此，再與FSBE 試體比較下，在交會區端板焊接後，各方面的表現均較無焊接試體來得理想。

1999 年9 月21 日，南投縣集集鎮發生了芮氏規模7.3的強烈地震，為台灣史上罕見的大地震，此地震為車籠埔斷層錯動所造成，造成地表破裂面長達83 公里，由北到南分別穿越台中縣之東勢、石岡、豐原、太平、霧峰，以及南投縣之草屯、名間、竹山等地，斷層鄰近之建築物及橋梁嚴重受損。車籠埔斷層經過之橋梁均發生落橋，由北而南分別為石圍橋、長庚大橋、碑豐大橋、一江橋、烏溪橋、名竹大橋、桶頭橋等。 地震後至今，震害受損橋梁多已修復完成，本報告收集橋梁之破壞模式，橋梁災後之緊急搶修以及橋梁災後重建之過程。地震時由於橋梁必須維持通行，讓救災人員進出及救災物資的可以運輸，因此震害受損橋梁之緊急搶修為分秒必爭的工作，橋梁之緊急搶修方式包括1.封閉橋梁，車輛 改走替代道路。2.緊急鋼構架支撐。3.臨時便道。每一種搶修方式有其地理位置與地形環境的考量，本報告將分析其優缺點及適用情況。 搶修為暫時過度之方法，震害受損橋梁欲恢復昔日的功能，則橋梁必須進行修復重建，本報告將紀錄及分析修復及重建之決策考量。 台灣是一個地震活動相當頻繁的島嶼，地震去而復返，因此防範地震災害的工作不容懈怠，地震是一種大型的天災，無法預先模擬演習，921地震雖然造對台灣造成慘痛的傷害，卻也成了我們學習如何在地震後應變的寶貴經驗，在此我們收集了此次地震後包括公路總局、國道新建工程局，以及台中縣政府等單位的搶修及重建經驗，希望藉由這些經驗的收集，若日後發生災害時，可以提供橋梁工程師或決策者作決定的參考依據，以期讓搶修重建時間縮短，且可以更經濟更安全。

國內尚無既有建物之結構補強分析與設計規範可供依循，但建物補強後之實際成效（耐震能力）不易檢核。因此合理且嚴謹的結構補強設計流程不僅重要，而且也較容易把關。由於既有建物普遍存在無韌性或僅保有部分韌性設計的事實，因此本計畫擬結合耐震能力詳細評估與ETABS 結構分析二種程式以研訂出較合理之結構補強設計流程。本報告建議之分析流程應有助於既有建物之結構安全評估與補強設計。示範設計例中以一棟921 地震嚴重受損之建物為例，除詳細探討非結構性牆有無對建築物耐震能力與韌性容量的影響外，更循序說明建築物於嚴重受損後之整體修復補強計畫。另本報告亦彙整各類型構材之損壞修復工法與結構補強元件之補強工法，詳細說明各工法之適用時機、參考圖例、細部設計與施工要領等，提供工程界於結構補強分析與設計時之參考。

本報告的內容在於研究具有可調節性的磁流變致震器（magneto-rheological (MR) damper），在強震作用下控制結構震動的能力，其中包含了完整的數值分析與實驗驗證。國家地震工程研究中心針對一小型的磁流變致震器進行了一連串的功能測試，並運用其測試結果找出一適當的數值模型。本研究使用改良式文式模型（modified Bouc-Wen model）來代表此磁流變致震器的數值模型，經由線上識別理論（On-line identification）與功能測試的一連串的實驗資料可以識別出改良式文式模型中的系統參數。藉由實驗與理論分析結果的驗證分析，此改良式文式模型可以準確地描述此磁流變致震器在各種狀態下的非線性行為。接下來，國家地震工程研究中心運用一全尺寸的一層樓鋼骨建築構架配合一對磁流變致震器來測試其控制效果。本研究使用” NEFCON”（ 類神經網路模糊控制程式）來設計半主動控制器，由一連串震動台測試的結果可以發現，此半主動控制磁流變致震器可以在強震下有效地減低結構物的震動（不論是位移反應抑或是加速度反應）。本研究證實了此半主動控制系統具有低能源需求、直接輸出回饋、高可靠性與故障安全性機制。因此運用一個或是多個磁流變致震器所組成的半主動控制系統，可以在各種外力作用下有效與可靠地減低結構物的震動。

1999 年9 月21 日台灣中部發生了芮氏規模7.3 之大地震，造成慘重的傷亡，橋梁建物嚴重受損，使得救災工作緩慢，災後重建工作無法順利而快速的進行，此次地震也突顯了橋梁耐震的重要性。 如何在頻繁的地震中確保橋梁的安全，則必須建立一套有效而完整的設計規範。交通部於民國八十四年頒布「公路橋梁耐震設計規範」，依此新規範之耐震設計標準來檢驗國內舊有橋柱，則國內現有之舊橋柱其耐震性堪虞。 本試驗其主要目的為針對國內新舊設計規範所設計之單橋柱縮尺試體，進行反覆載重試驗，研究其耐震能力之不同。舊規範試體是依據公路局橋梁工程標準圖和國內舊有設計及施工慣例所設計；新規範試體則是依據民國八十四年頒布之公路橋梁耐震設計規範所設計。 考量試驗設備之功能及研究計畫之經費，故本試驗實際使用之試體，乃是依據新舊規範所設計之實尺寸橋柱，以1/2.5 比例進行縮尺設計。包含了三座依新規範設計之縮尺試體（BMC1、BMR1、BMR1-R），以及十二座依舊規範設計之縮尺試體，其中包含六座主筋於一半高度中斷之縮尺試體（BMC2、BMC3、BMC4、BMR2、BMR3、BMR4）； 四座搭接之縮尺試體 （BMCL100、BMRL100、BMCL50、BMRL50）；兩座短柱之縮尺試體（BMCS、BMRS）。針對以上十五座橋柱試體於國家地震工程研究中心進行反覆載重試驗，以了解新舊橋柱於強度、勁度、韌性及消能上之結構行為差異，並作比較，進而檢討舊規範橋柱，並提供日後作耐震補強之需。

鋼管混凝土柱俗稱CFT 柱，由於鋼管內填充混凝土，可適當的節省鋼材用量，且相對的鋼管又提供混凝土圍束力，因此能顯著的提高鋼管混凝土柱構件之抗軸壓強度，然而為使鋼管混凝土抗彎構架具有足夠的耐震能力，單單靠柱是不可行的，其梁柱接頭也必須有良好的強度與韌性能力，而根據以往研究顯示，梁柱交會區有穩定的消能特性，因此梁柱交會區如何影響與分擔梁柱接合之消能行為，成為吾人研究焦點。 1994 年美國加州北嶺地震震出了傳統梁柱接合以背墊板在工地從事全滲透焊接合方式之缺點，再加上國內施工品質並不十分理想，因此本研究著重於工廠焊接、工地栓接之理念，設計四組以螺栓穿透構成接合方式之不同寬厚比之試體，並施加柱軸力與反覆梁端位移以模擬真實地震下結構之層間位移，期能了解梁柱交會區之韌性消能行為，並提出梁柱交會區之力學模型，希望能對於填充混凝土後之梁柱交會區有更深一層的認識。 研究結果顯示，隨著寬厚比的減少，梁柱交會區之行為不論在彈性勁度或強度方面都有所提升。且由於螺栓預力以及梁焊接之端板加勁之影響，使得梁柱交會區在彈性勁度與極限強度方面都較以往一般接合方式來得高，但由於柱腹板穿孔之影響，導致應力集中在孔位沿線，最終致使接頭在此發生破壞。

九二一集集地震造成數以萬棟之樓房損毀，為數龐大之樓房損壞之程度不一，故無法也無須一一重建，透過修復的手段，或能恢復舊觀，甚至可提升原有樓房結構之耐震能力。同時，對數目更為龐大之既有樓房而言，係按照建造當時之規範進行設計，或根本並未進行耐震設計，因而未必能符合目前最新規範之需求，故既有樓房之耐震能力堪虞，耐震能力不足之樓房必須予以補強。地震發生至今，已屆兩年，災區積極進行樓房之修復或補強，以重建家園，國家地震工程研究中心遂派員實地調查，以了解災區之受損建築物重建補強的情況。由於人力與時間之限制，無法作全面性之普查，根據調查結果，樓房結構修復及補強之效益參差不齊。本文謹就結構補強調查之所見所聞，依不同之補強型式，予以彙整，探討其利弊，並提出改進之方法，以供社會大眾及政府單位參考。

台灣是一個地震頻繁的島嶼，耐震科技之研究是一個不可忽視的課題，1999.9.21 台灣中部發生了芮氏規模7.3 的大地震，造成了兩千多人罹難，數十座重要橋梁損壞，倒塌的建築物與財產損失更是不可其數，在這些慘痛的經驗下，突顯耐震技術改善的重要性。橋樑是國家運輸之脈絡，若橋梁在地震中損害，除了造成運輸工作中斷外，救災工作也大受影響。民國八十四年交通部頒布「公路橋樑耐震設計規範」，在此新規範之耐震標準下，國內舊有橋柱耐震能力堪虞，為探討舊橋柱之耐震能力，我們根據舊規範與國內舊有之施工慣例設計了3 組1：2.5 縮尺試體(BMC4、BMCL50、BMCL100) ，研究橋柱主筋中斷(BMC4)、橋柱主筋50%搭接(BMCL50)、橋柱主筋100%搭接(BMCL100)等設計之缺失，再根據研究此3 組舊橋柱試體之特性，藉由鋼筋混凝土包覆補強方法，設計3 組縮尺補強試體(RCCL1、RCCL2、RCC2) ，藉由鋼筋混凝土包覆修復方法，設計了2 組縮尺修復試體(BMC4-RC、BMCL50-RC) ，探討舊橋柱試體補強前後之差異，以期能達到新規範之耐震設計目標。 以上所有橋柱試體之反覆載重試驗與鋼筋混凝土包覆補強及修復試驗皆於國家地震工程研究中心(NCREE)進行。

本研究旨在探討矩形鋼管混凝土結構梁柱接頭，在反覆載重下之耐震行為，並進行實尺寸之鋼管混凝土梁柱接頭試驗，以了解最普遍之鋼管混凝土結構梁柱接頭之行為。並以規範與其他理論模型為基礎，提出本研究之理論模型，並以試驗之結果驗證比較，期使對於鋼管混凝土梁柱接頭之行為有更深的認識。 本研究利用實尺寸構架之鋼骨梁柱接頭，施加柱軸力與反覆梁端剪力以模擬鋼管混凝土結構接頭在真實地震下之行為，期能了解梁柱接頭與梁柱交會區之力學與消能行為。試驗參數為(1)鋼管寬厚比分別為33、40、50及66， (2)灌注混凝土與否。 研究結果顯示，梁柱交會區之強度及降伏強度與其中之混凝土有關，而鋼管之寬厚比越大，混凝土之效應越顯著，而梁柱交會區之勁度由於混凝土乾縮等效應之影響，當寬厚比小時，混凝土對於梁柱交會區之抗剪勁度貢獻相當小，但混凝土對於梁柱交會區之剪力降伏強度確實有所提升。本研究所提出之混凝土模型可以模擬鋼管中混凝土受軸力下強度提升之效果，而使理論值更趨合理。研究亦顯示。鋼管壁薄之試體若灌注混凝土，其混凝土可抑制梁柱交會區降伏後之變形，避免柱軸力之二次效應。

台灣是一個地震頻繁的島嶼，地震工程之研究是一個不可輕忽的學問，當地震來臨時首先面臨考驗的就是公共工程，橋樑乃國家交通運輸之命脈，若橋樑在地震中受損或倒塌除了影響交通之運作，救災工作也可能因此而減緩。1999.9.21 台灣中部發生了芮氏規模7.3之大地震，造成慘重之傷亡，橋樑嚴重受損，使得救災工作緩慢，災後重建工作無法順利而快速的進行，此次地震也突顯了橋樑耐震之重要性。如何在頻繁的地震中確保橋樑之安全，則必須建立一套有效而完整之設計規範，在世界各國研究地震工程之學者的努力下，耐震科技日益進步，參考美國之設計規範與國內之情況，交通部於民國八十四年頒布「橋樑工程耐震設計規範」，依此新規範之耐震設計標準來檢驗國內舊有橋柱，則國內現有之舊橋柱其耐震性堪虞。 為了確實研究新舊設計規範耐震能力之差異，國家地震工程研究中心針對目前國內舊規範及舊有之施工慣例設計了五組橋柱縮尺試體(1/2.5)，以及根據新規範設計了三組橋柱縮尺試體，新舊橋柱試體主要差異在於 (a)主鋼筋於柱中點是否切斷一半主筋量；(b)橫向鋼筋綁紮方式的不同，如舊橋柱採雙U型搭接且無彎鉤，而新橋柱採一完整封閉且有標準彎鉤之環箍筋；(c)橫向鋼筋量與配置間距的不同。對橋柱試體進行反覆載重試驗，探討上述三點對於橋柱之撓曲強度、剪力強度及韌性容量的影響，以期能提供日後對國內舊有橋柱補強之依據。

本研究選擇圓形鋼管柱與H鋼梁之接頭進行研究，在接頭型式上採用傳統外橫隔鈑之外壁接合方式，深入探討混凝土、橫隔鈑與鋼管徑厚比對接頭區之力量傳遞、破壞模式及韌性行為之影響。本研究共製作六組試體進行結構耐震行為試驗，並發展相關理論分別探討接頭各部梁、柱及交會區之力變形行為。 試驗結果顯示除了接近強柱弱梁設計之試體因梁翼鈑拉斷破壞以外，其他傾向弱柱強梁設計試體之破壞模式皆由柱挫屈所致。經由試驗參數研究發現填加混凝土、柱管較小徑厚比、交會區柱管內內隔鈑加勁處理之接頭，在強度、韌性及鋼管挫屆之延後上皆有較佳表現。經由理論分析與實驗結果之比較可發現，梁、柱及交會區理論分析在強度預測上皆有不錯的表現。

結構之地震反應可經由控制某些振模而有效減緩，此即為結構振模控制。本文提出二種震模控制相關方法，在第一種方法中，吾人係將振模控制與直接輸出回饋控制加以結合，並推導回饋增益矩陣與決定最佳振形等之計算公式，並探討了可控制振模數目與回授結構訊號用之感應子數目間之關係。由於在第一種方法中結構之可控制振模數目係受限於感應子數量，因此為增加可控制振模數目，在第二種控制法中，係根據第一種方法之理論，同時採用多步幅之回授訊號，將狀態空間矩陣與回饋增益矩陣加以擴大，如此即可在不增加感應子數目之條件下，增加可控制之振模數目。本文所建議之二種振模控制方法業經振動台實驗驗證，實驗之試體為一座高九米之三層樓足尺鋼構架，其上配置主動斜撐系統以提供控制力，有關振動台之實驗方法與設置在本文中亦詳加討論。由實驗結果顯示，第二種振模控制法雖僅使用一個感應子作為回授訊號之用，但其減震效果卻與全狀態回饋振模控制相當。

國家地震工程研究中心為推動結構耐震新技術之應用，特於其所屬之宜蘭現地實驗園區內，建構二幢五層樓實尺寸之鋼結構體，以作為實際測試各類隔震、消能元件效能之實體模型。本報告針對其中一幢鋼結構在裝設消能元件「加勁阻尼器（ADAS）」之前後進行結構強迫振動實驗，以了解該結構在加裝此種消能元件前後之實際動力特性。經由實測結果顯示，鋼結構在加上阻尼器後，X向與 Y向之基本共振頻率，由原有之0.89Hz與0.82Hz上升至1.94Hz與1.79Hz；而基本振態阻尼比則由原有之0.9％與1.4%上升至1.5％與3.8％。顯示加勁阻尼器確實會增加結構之勁度與阻尼值。另外，本報告對於扭轉振態與X、Y向之第二振態、以及各振態之振形等等亦有詳細之分析與記錄。