本研究計畫於國家地震中心以一座雙跨縮尺橋梁作震動台實驗，觀察橋梁加裝防落拉桿前後及不同數量、不同尺寸的鋼棒及厚度不同之橡膠墊片裝設時之差異，針對防落拉桿限制兩相鄰橋面版相對位移量做研究探討，並且收集結構分析軟體(SAP2000)中所需設定之參數。將實驗值經由希爾伯特-黃轉換(Hilbert-Huang Transform, HHT)後之2D希爾伯特頻譜(Hilbert spectrum)比較，了解試體於頻率域之變化，可以找出防落拉桿之作用時間及試體頻率的改變量。於SAP2000建立數值分析模型，以一多線性彈性性質元素（Multi-Linear Elasticity Property）模擬防落拉桿，將分析值與實驗值進行比較可以發現在加速度、位移及相對位移都可以準確的模擬。並將分析值經由希爾伯特-黃轉換，與實驗值之頻譜比較，亦可找出防落拉桿之作用時間及試體頻率的改變量。藉由實驗與分析相互驗證之結果，進而提出一簡易的防落拉桿分析方法，日後可由簡單的材料性質實驗結果，輸入所需的參數於程式中分析，即可得到準確的結果。

本研究主要分析補強前後含牆RC構架之耐震行為，目的是希望能合理有效地分析建築物之側向力與位移曲線，以利後續作為耐震評估之用，並考量牆體具有承受軸力、彎矩與剪力之較高自由度行為，以「等值柱」模型模擬含磚牆與含RC牆構架以及「牆柱」模型模擬含RC翼牆構架之耐震行為，分別對國內實驗數據及理論分析方法-極限軟化桁架模型進行比對。所收集之實驗試體可分為RC柱體、RC空構架、含磚牆RC構架、含RC牆構架與含RC翼牆構架，並包括以鋼纜線及碳纖維圍束補強柱之試體。利用M-L-L圍束組成律(Li et al., 2003)計算混凝土圍束之應力與應變關係，並進行斷面彎矩與曲率關係之運算。最後以SAP2000工程軟體將「等值柱」或「牆柱」模型結合於RC空構架，進行非線性靜力推覆分析，得到含牆RC構架之側向力與位移關係，將其與實驗數據作比對，結果顯示出理論值與實驗值相當接近，並証明了等值柱模型與牆柱模型之可行性。另將等值柱模型與極限軟化桁架模型(Lee et al., 2004)比較優缺點，發現等值柱模型有較簡單且快速之優點，可供日後工程上之應用。

落橋是影響程度相當嚴重的橋梁震災，加設防落裝置可以有效降低落橋發生的機率，也是防止落橋最經濟與最有效之方法。國內防落裝置之使用量於近年已有大幅的提昇，但卻無較完整的設計訪法與規範。我國目前常使用的防落裝置種類不多，大致上有止震塊、防落拉桿、剪力榫、剪力鋼箱及支承抗拉拔裝置等，又防震拉桿有鋼索和鋼棒二種形式，鋼索多用於鋼橋防落，而鋼棒則應用在RC橋梁，本研究針對鋼棒型式之防落拉桿進行探討。 日本已有完善之落橋防制系統流程，而美國防落裝置大致上僅有防震拉桿和鋼索兩種型式，美國在橋梁設計的理念偏向於設計足夠的防落長度，即不需防落裝置。相較之下，我國和美國的防落裝置都不如日本嚴謹，因此新設計的橋梁多無防落裝置，而防落裝置則多用於舊橋補強。日本與我國的橋型相似，但是我國許多設計卻採用美國AASHTO的設計，所以本計畫將融合美國和日本的設計經驗，進而發展適合我國的設計規範。 本研究計劃首先蒐集、彙整國內外防落拉桿與裝置等資料，配合橋梁功能性支承系統耐震性能設計與補強方法之研究，著手進行相關實驗，並採用ANSYS分析軟體進行分析探討，以實驗成果與理論分析相互驗證之結果，進而提出一簡易的防落拉桿設計方法與結合其他設施之整座橋梁分析方法，確保防震拉桿可以發揮功效，使橋梁上部結構在大地震時不發生落橋的行為與震後可快速修復等功能，提供國內顧問公司與施工廠商作為遵循之依據。

本文介紹一座雙層雙跨含RC 牆的非韌性構架試體結合擬動態試驗結果及希爾伯特-黃轉換（Hilbert-Huang Transform，HHT），來了解RC結構物受地震作用下之行為。試體一樓柱身採用主筋搭接的方式來模擬921 大地震造成常見軟弱層建築物的破壞，二樓則含有12cm 厚的RC 牆，其配筋方式為箍筋間距過大且無繫筋的非韌性構架；在補強設計規劃上，先將保護層敲除保留核心碎裂的混凝土，用鋼纜線代替箍筋圍束核心混凝土，並採用無收縮水泥重新灌入保護層，在柱底主筋搭接區利用鋼鈑的貼覆增加其勁度與強度，最後並於柱身包覆碳纖維提供其圍束力。在實驗方面，本文之擬動態試驗乃藉由不同加速度大小之相同地震歷時，來模擬老舊RC 建築物在經過大地震後實際的反應與破壞情形。本擬動態試驗在國家地震工程研究中心（ National Center for Research on Earthquake Engineering，簡稱NCREE）之大型結構力學實驗室進行。在結構反應分析方面，本文則針對擬動態試驗所得到的位移-歷時反應，將實驗所得之位移-歷時反應進行希爾伯特-黃轉換，以了解新建和修復試體在各時間瞬時頻率之變化，並可觀察試體修復前後頻率和勁度之差異，再藉由所得之邊際頻譜（Marginal Spectrum）來了解在地震力作用下試體在修復前後其損壞之程度，證明補強之有效性。本文成果除了可以了解國內非韌性RC 結構物之破壞原因，並可以定量的評估損壞之勁度與損傷程度之關係和地震作用下破壞之時間點。

本研究採用鋼纜線來纏繞梁柱接頭，以提昇接頭強度，並避免接頭破壞。另外還針對在主震發生後，還未倒塌的中輕度受損建築物為了避免在數個餘震後倒塌，因此本研究便提出一套較高效率的結構修復補強方法，並以實驗證明其有效性。首先設計一座RC空構架及兩座含全高及半高磚牆RC構架於國家地震中心實驗室進行反覆載重試驗，使其柱為剪力破壞，之後將其柱身之混凝土保護層打除，並採用鋼纜線螺旋纏繞柱體，再組模灌漿。最後於柱身貼覆兩層碳纖維並砌磚以完成修復工作以進行反覆載重 試驗，同時於試體新建時針對梁柱接頭以鋼纜線纏繞以提昇其強度。在理論分析方面，針對柱體以M-L-L 圍束組成律計算圍束混凝土強度，並以Response 2000 分析柱斷面之彎矩與曲率的關係，同時對磚牆採用成大許茂雄教授所研究的「等值桁架」理論，最後進行SAP 2000 非線性之推覆分析（Pushover）即完成分析結果並比對實驗結果；另外對於梁柱接頭即採用台科大黃世建教授所研究的「軟化拉壓桿模型簡算法」以評估鋼纜線來纏繞梁柱接頭之可行性。最後由試驗結果顯示梁柱接頭之核心混凝土仍被鋼纜線包覆完整，同時三座構架皆能達到撓曲控制而發揮韌性，證明了鋼纜線及碳纖維圍束可有效提昇非韌性RC 構架之耐震能力； 而分析結果則顯示理論之側向力-位移曲線與實驗值差距不大，且經由計算可知鋼纜線的纏繞的確可提昇梁柱接頭的剪力強度。

國內老舊鋼筋混凝土建築物耐震能力普遍不佳，結構補強修復工程繁雜，費用昂貴，施作品質不易完全掌控，本研究提出一套新式結構修復補強方法，採用鋼纜線圍束補強鋼筋混凝土柱體，柔軟鋼纜線螺旋狀纏繞柱體後再灌注混凝土保護層，以期提昇柱體抗剪強度、軸向承載強度及耐震韌性容量，鋼纜線材料品質穩定、取得容易，纏繞鋼纜線之施工度簡便快速，無需特殊技術及設備，材料成本較鋼筋價格低廉（單位長度），具有經濟性、安全性、簡便性、品質易掌握性諸多優點。 本研究首先針對鋼纜線力學性質及握裹力施作拉力-延伸測試及握裹強度測試爾後再規劃4 支試體，以進行反覆載重推力試驗，第1 支試體（BMCRS）設計為產生剪力破壞之標準試體，第2 支試體（CRS-C）灌漿前先以3 mm 直徑鋼纜線纏繞圍束後再灌注混凝土；鋼纜線間距5 cm。第3 支試體（CRS-F）為標準試體外貼覆2 層碳纖維（CFRP）。第4 支試體（BMCRS-C1）為原標準試體破壞後以6 mm直徑鋼纜線纏繞圍束後再組模灌注混凝土，鋼纜線間距5 cm；以上4 支方形柱於國家地震中心（Nation Center for Research on Earthquake Engineering, NCREE）進行試驗，以了解柱體纏繞鋼纜線圍束補強成效，結果顯示纏繞鋼纜線圍束補強之成效十分良好。此外，並補充現場實際應用案例。

由於國內舊有鋼筋混凝土橋柱之耐震施工與設計細部可能出現不佳之情形，本研究主要針對主筋於塑鉸區搭接及短柱剪力破壞等問題進一步系列之實驗室實驗驗證，本研究規劃六支試體以進行反覆載重試驗，其中包括一支根據舊有橋柱設計圖說所設計之橋柱主筋100%之搭接縮小試體，一支短柱剪力破壞之橋柱縮小試體，及依上述主筋搭接與剪力破壞之橋柱試體進行耐震評估以及纖維強化高分子複合材料（Fiber Reinforced Plastic, FRP）補強設計之補強試體。以上六支橋柱試體於國家地震中心（Nation Center for Research on Earthquake Engineering, NCREE）進行反覆載重試驗，以了解舊有橋柱及FRP補強後橋柱之耐震行為差異及補強之有效性。